JP6942549B2 - Power supply and image forming equipment - Google Patents

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Description

本発明は、電源装置及び画像形成装置に関し、特に、クロック信号で動作するデジタル制御部を有する電源装置に関する。 The present invention relates to a power supply device and an image forming device, and more particularly to a power supply device having a digital control unit that operates with a clock signal.

商用電源等から入力された交流電圧を直流電圧に変換するスイッチング電源装置では、消費電力を低減するため、スイッチング電源装置の効率改善が求められている。特にレーザビームプリンタ(LBP)などの画像形成装置は、重負荷から軽負荷まで使用時の負荷範囲が広い。そのため、画像形成装置に実装されるスイッチング電源装置には、広い負荷範囲で電源効率が求められる。例えば特許文献1では、重負荷から軽負荷までの広い負荷範囲で効率のよいスイッチング電源装置では、マイクロプロセッサによるデジタル制御を利用する方法が提案されている。ここで、スイッチング電源装置の効率は、スイッチング電源装置に供給された電力と、スイッチング電源装置が出力する電力との比率で表される。 In a switching power supply device that converts an AC voltage input from a commercial power supply or the like into a DC voltage, it is required to improve the efficiency of the switching power supply device in order to reduce power consumption. In particular, an image forming apparatus such as a laser beam printer (LBP) has a wide load range during use from a heavy load to a light load. Therefore, the switching power supply device mounted on the image forming device is required to have power supply efficiency in a wide load range. For example, Patent Document 1 proposes a method of utilizing digital control by a microprocessor in a switching power supply device that is efficient in a wide load range from a heavy load to a light load. Here, the efficiency of the switching power supply device is expressed by the ratio of the power supplied to the switching power supply device and the power output by the switching power supply device.

特開2017−017846号公報JP-A-2017-017846

しかしながら、スイッチング電源装置の制御部は、ノイズの影響を受ける場合がある。例えばノイズにより制御部の動作が停止して、スイッチング素子がオン状態で保持されてしまうと、過電流が流れ、過電流保護回路が動作することがある。その結果、スイッチング電源装置の出力が停止して、負荷への電力供給が停止すると、負荷の動作が停止し、ユーザビリティが低下してしまうという課題が生じる。 However, the control unit of the switching power supply may be affected by noise. For example, if the operation of the control unit is stopped due to noise and the switching element is held in the ON state, an overcurrent may flow and the overcurrent protection circuit may operate. As a result, when the output of the switching power supply device is stopped and the power supply to the load is stopped, the operation of the load is stopped and the usability is deteriorated.

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、制御部の動作停止時にも過電流から回路を保護すると共に、負荷への電源電圧の出力を停止しないことを目的とする。 The present invention has been made under such circumstances, and an object of the present invention is to protect the circuit from overcurrent even when the operation of the control unit is stopped, and not to stop the output of the power supply voltage to the load.

上述した課題を解決するために、本発明では、以下の構成を備える。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention includes the following configurations.

(1)一次巻線及び二次巻線を有するトランスと、前記トランスの前記一次巻線に直列に接続された第一のスイッチング素子と、前記トランスの前記一次巻線に並列に接続された第二のスイッチング素子と、前記第二のスイッチング素子に直列に接続され、前記第二のスイッチング素子とともに前記トランスの前記一次巻線に並列に接続されたコンデンサと、前記トランスの前記二次巻線に誘起された電圧に応じた情報を出力するフィードバック手段と、前記フィードバック手段から入力された前記情報に基づいて、第一の制御信号により前記第一のスイッチング素子のオン又はオフを制御し、第二の制御信号により前記第二のスイッチング素子のオン又はオフを制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記第一のスイッチング素子と前記第二のスイッチング素子をともにオフさせるデッドタイムを挟んで前記第一のスイッチング素子と前記第二のスイッチング素子を交互にオン又はオフさせるスイッチング動作を行う電源装置であって、前記第一のスイッチング素子に流れる電流を検知する第一の電流検知手段と、前記第一の電流検知手段の検知結果に基づき過電流を検知すると、前記第一のスイッチング素子をオフすると共に、前記第一のスイッチング素子をオフ状態に保持する第一の保持手段と、を備え、前記第一の保持手段は、前記制御手段が前記第二の制御信号により前記第二のスイッチング素子をオンするタイミングで、前記第一のスイッチング素子のオフ状態を解除することを特徴とする電源装置。 (1) A transformer having a primary winding and a secondary winding, a first switching element connected in series with the primary winding of the transformer, and a first switching element connected in parallel with the primary winding of the transformer. A second switching element, a capacitor connected in series with the second switching element and connected in parallel with the first winding of the transformer together with the second switching element, and the secondary winding of the transformer. Based on the feedback means that outputs information according to the induced voltage and the information input from the feedback means, the first control signal controls the on or off of the first switching element, and the second The control means includes a control means for controlling the on / off of the second switching element by the control signal of the above, and the control means sandwiches a dead time for turning off both the first switching element and the second switching element. A power supply device that performs a switching operation in which the first switching element and the second switching element are alternately turned on or off, and the first current detecting means for detecting the current flowing through the first switching element. When an overcurrent is detected based on the detection result of the first current detecting means, the first holding means that turns off the first switching element and holds the first switching element in the off state. The first holding means is characterized in that the off state of the first switching element is released at the timing when the control means turns on the second switching element by the second control signal. Power supply.

(2)一次巻線及び二次巻線を有するトランスと、前記トランスの前記一次巻線に直列に接続された第一のスイッチング素子と、前記トランスの前記一次巻線に並列に接続された第二のスイッチング素子と、前記第二のスイッチング素子に直列に接続され、前記第二のスイッチング素子とともに前記トランスの前記一次巻線に並列に接続されたコンデンサと、前記トランスの前記二次巻線に誘起された電圧に応じた情報を出力するフィードバック手段と、前記フィードバック手段から入力された前記情報に基づいて、第一の制御信号により前記第一のスイッチング素子のオン又はオフを制御し、第二の制御信号により前記第二のスイッチング素子のオン又はオフを制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記第一のスイッチング素子と前記第二のスイッチング素子をともにオフさせるデッドタイムを挟んで前記第一のスイッチング素子と前記第二のスイッチング素子を交互にオン又はオフさせるスイッチング動作を行う電源装置であって、前記制御手段は、前記制御手段の状態を示す状態信号を出力し、前記制御手段が出力する前記状態信号に基づいて、前記制御手段の動作停止を検知する検知手段と、前記検知手段が前記制御手段の動作停止を検知すると、前記第一のスイッチング素子をオフすると共に、前記第一のスイッチング素子をオフ状態に保持する保持手段と、を備え、前記保持手段は、前記状態信号が前記制御手段の動作停止の状態から正常動作を示す状態に切り替わると、前記第一のスイッチング素子のオフ状態を解除することを特徴とする電源装置。 (2) A transformer having a primary winding and a secondary winding, a first switching element connected in series with the primary winding of the transformer, and a first switching element connected in parallel with the primary winding of the transformer. A second switching element, a capacitor connected in series with the second switching element and connected in parallel with the first winding of the transformer together with the second switching element, and the secondary winding of the transformer. Based on the feedback means that outputs information according to the induced voltage and the information input from the feedback means, the first control signal controls the on or off of the first switching element, and the second The control means includes a control means for controlling the on / off of the second switching element by the control signal of the above, and the control means sandwiches a dead time for turning off both the first switching element and the second switching element. A power supply device that performs a switching operation in which the first switching element and the second switching element are alternately turned on or off, and the control means outputs a state signal indicating the state of the control means, and the control means outputs a state signal indicating the state of the control means. Based on the state signal output by the control means, the detection means for detecting the operation stop of the control means, and when the detection means detects the operation stop of the control means, the first switching element is turned off and the first switching element is turned off. The holding means includes a holding means for holding the first switching element in an off state, and the holding means is said to be the first when the state signal is switched from a state in which the operation of the control means is stopped to a state in which the control means indicates a normal operation. A power supply device characterized by releasing the off state of a switching element.

(3)一次巻線及び二次巻線を有するトランスと、前記トランスの前記一次巻線に直列に接続された第一のスイッチング素子と、前記トランスの前記一次巻線に並列に接続された第二のスイッチング素子と、前記第二のスイッチング素子に直列に接続され、前記第二のスイッチング素子とともに前記トランスの前記一次巻線に並列に接続されたコンデンサと、前記トランスの前記二次巻線に誘起された電圧に応じた情報を出力するフィードバック手段と、前記フィードバック手段から入力された前記情報に基づいて、第一の制御信号により前記第一のスイッチング素子のオン又はオフを制御し、第二の制御信号により前記第二のスイッチング素子のオン又はオフを制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記第一のスイッチング素子と前記第二のスイッチング素子をともにオフさせるデッドタイムを挟んで前記第一のスイッチング素子と前記第二のスイッチング素子を交互にオン又はオフさせるスイッチング動作を行う電源装置であって、前記第一のスイッチング素子に流れる電流を検知する電流検知手段と、前記電流検知手段の検知結果に基づき過電流を検知すると、前記第一のスイッチング素子をオフすると共に、前記第一のスイッチング素子をオフ状態に保持する保持手段と、を備え、前記制御手段は、クロック信号により動作し、前記クロック信号が出力されている場合には、正常動作の状態を示す状態信号を出力し、前記クロック信号が停止したときには、動作停止の状態を示す前記状態信号を出力し、前記保持手段は、前記状態信号が前記制御手段の動作停止の状態から正常動作の状態に切り替わると、前記第一のスイッチング素子のオフ状態を解除することを特徴とする電源装置。 (3) A transformer having a primary winding and a secondary winding, a first switching element connected in series with the primary winding of the transformer, and a first switching element connected in parallel with the primary winding of the transformer. A second switching element, a capacitor connected in series with the second switching element and connected in parallel with the first winding of the transformer together with the second switching element, and the secondary winding of the transformer. Based on the feedback means that outputs information according to the induced voltage and the information input from the feedback means, the first control signal controls the on or off of the first switching element, and the second The control means includes a control means for controlling the on / off of the second switching element by the control signal of the above, and the control means sandwiches a dead time for turning off both the first switching element and the second switching element. A power supply device that performs a switching operation in which the first switching element and the second switching element are alternately turned on or off, and a current detecting means for detecting a current flowing through the first switching element, and the current. When an overcurrent is detected based on the detection result of the detection means, the control means includes a holding means for turning off the first switching element and holding the first switching element in the off state, and the control means is a clock signal. When the clock signal is output, a state signal indicating a normal operation state is output, and when the clock signal is stopped, the state signal indicating an operation stop state is output. The holding means is a power supply device characterized in that when the state signal is switched from the stopped state of the control means to the normal operation state, the off state of the first switching element is released.

(4)一次巻線及び二次巻線を有するトランスと、前記トランスの前記一次巻線に直列に接続されたスイッチング素子と、前記トランスの前記一次巻線に並列に接続されたスナバ回路と、前記トランスの前記二次巻線に誘起された電圧に応じた情報を出力するフィードバック手段と、前記フィードバック手段から入力された前記情報に基づいて、制御信号により前記スイッチング素子のオン又はオフを制御を制御する制御手段と、を備える電源装置であって、前記スイッチング素子に流れる電流を検知する電流検知手段と、前記電流検知手段の検知結果に基づき過電流を検知すると、前記スイッチング素子をオフすると共に、前記スイッチング素子をオフ状態に保持する保持手段と、を備え、前記制御手段は、クロック信号により動作し、前記クロック信号が出力されている場合には、正常動作の状態を示す状態信号を出力し、前記クロック信号が停止したときには、動作停止の状態を示す前記状態信号を出力し、前記保持手段は、前記状態信号が前記制御手段の動作停止の状態から正常動作の状態に切り替わると、前記スイッチング素子のオフ状態を解除することを特徴とする電源装置。 (4) A transformer having a primary winding and a secondary winding, a switching element connected in series with the primary winding of the transformer, and a snubber circuit connected in parallel with the primary winding of the transformer. The on / off of the switching element is controlled by a control signal based on the feedback means that outputs information according to the voltage induced in the secondary winding of the transformer and the information input from the feedback means. A power supply device including a control means for controlling, which turns off the switching element when an overcurrent is detected based on the detection result of the current detecting means for detecting the current flowing through the switching element and the detection result of the current detecting means. The control means operates by a clock signal, and outputs a state signal indicating a normal operation state when the clock signal is output. Then, when the clock signal is stopped, the state signal indicating the state of operation stop is output, and the holding means changes the state signal from the state of stop of operation of the control means to the state of normal operation. A power supply device characterized by releasing the off state of a switching element.

(5)記録材に画像形成を行う画像形成手段と、前記(1)〜前記(4)のいずれか1項に記載の電源装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置。 (5) An image forming apparatus comprising: an image forming means for forming an image on a recording material, and a power supply device according to any one of (1) to (4).

本発明によれば、制御部の動作停止時にも過電流から回路を保護すると共に、負荷への電源電圧の出力を停止しないことができる。 According to the present invention, the circuit can be protected from overcurrent even when the operation of the control unit is stopped, and the output of the power supply voltage to the load can not be stopped.

実施例1の電源回路の概略図Schematic diagram of the power supply circuit of the first embodiment 実施例1の制御部の構成を示す概略図Schematic diagram showing the configuration of the control unit of the first embodiment 実施例1の制御部の構成を示す概略図Schematic diagram showing the configuration of the control unit of the first embodiment 実施例1の制御方法の説明図Explanatory drawing of control method of Example 1 実施例1の制御方法を説明するための簡易回路図A simple circuit diagram for explaining the control method of the first embodiment. 実施例2の電源回路の概略図Schematic diagram of the power supply circuit of the second embodiment 実施例2の制御部の構成を示す概略図Schematic diagram showing the configuration of the control unit of the second embodiment 実施例2の制御方法の説明図Explanatory drawing of control method of Example 2 実施例1及び実施例2の電源回路の概略図Schematic diagram of the power supply circuit of the first embodiment and the second embodiment 実施例3の画像形成装置を示す図The figure which shows the image forming apparatus of Example 3.

以下に、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

[電源装置の構成]
図1は実施例1のアクティブクランプ方式を用いたスイッチング電源回路の概略を示す回路図である。商用電源等の交流電源10は交流電圧を出力しており、全波整流手段であるブリッジダイオードBD1で整流された電圧は、スイッチング電源回路100に入力されている。平滑用コンデンサC3は整流された電圧の平滑手段として用いられ、平滑用コンデンサC3の低い側の電位を電位DCL、高い側の電位を電位DCHとする。スイッチング電源回路100は、平滑用コンデンサC3に充電された入力電圧Vinから、絶縁された二次側へ電源電圧V11(出力電圧V11ともいう)を出力する。本実施例では、スイッチング電源回路100は、電源電圧V11の一例として、例えば5Vの一定の電圧を出力する。
[Power supply configuration]
FIG. 1 is a circuit diagram showing an outline of a switching power supply circuit using the active clamp method of the first embodiment. The AC power supply 10 such as a commercial power supply outputs an AC voltage, and the voltage rectified by the bridge diode BD1 which is a full-wave rectifying means is input to the switching power supply circuit 100. The smoothing capacitor C3 is used as a means for smoothing the rectified voltage, and the potential on the low side of the smoothing capacitor C3 is the potential DCL, and the potential on the high side is the potential DCH. The switching power supply circuit 100 outputs a power supply voltage V11 (also referred to as an output voltage V11) from the input voltage Vin charged in the smoothing capacitor C3 to the insulated secondary side. In this embodiment, the switching power supply circuit 100 outputs a constant voltage of, for example, 5V as an example of the power supply voltage V11.

スイッチング電源回路100は、一次側に一次巻線P1、補助巻線P2、二次側に二次巻線S1を備えた絶縁型のトランスT1を有している。トランスT1の一次巻線P1から二次巻線S1には、後述する図4(A)で説明するスイッチング動作によってエネルギーが供給されている。トランスT1の補助巻線P2は、一次巻線P1に印加された入力電圧Vinのフォワード電圧を、ダイオードD4及びコンデンサC4で整流平滑し、電源電圧V1を供給するために用いられる。 The switching power supply circuit 100 has an insulated transformer T1 having a primary winding P1 and an auxiliary winding P2 on the primary side and a secondary winding S1 on the secondary side. Energy is supplied to the primary winding P1 to the secondary winding S1 of the transformer T1 by the switching operation described later with reference to FIG. 4 (A). The auxiliary winding P2 of the transformer T1 is used to rectify and smooth the forward voltage of the input voltage Vin applied to the primary winding P1 by the diode D4 and the capacitor C4 to supply the power supply voltage V1.

スイッチング電源回路100の一次側には、トランスT1の一次巻線P1に第1のスイッチング素子である電界効果トランジスタ(以下、FETとする)FET1が直列に接続されている。電圧クランプ用のコンデンサC2と第2のスイッチング素子であるFET2は直列に接続されている。直列に接続された電圧クランプ用のコンデンサC2とFET2は、トランスT1の一次巻線P1に並列に接続されている。スイッチング電源回路100の一次側には、FET1及びFET2の制御手段として、制御部101及びFET駆動部102を有している。FET1と並列に接続された電圧共振用のコンデンサC1は、FET1及びFET2のスイッチオフ時の損失を低減するために設けられている。電圧共振用のコンデンサC1を設けずに、FET1のドレイン端子とソース端子間の容量を用いてもよい。後述するゼロ電圧でスイッチング素子をオンする動作を容易にするため、電圧共振用のコンデンサC1は、電圧クランプ用のコンデンサC2に比べて、小さい静電容量のものが選択されている。なお、本実施例のダイオードD1は、FET1のボディーダイオードである。同様に、ダイオードD2はFET2のボディーダイオードである。 On the primary side of the switching power supply circuit 100, a field effect transistor (hereinafter referred to as FET) FET1, which is a first switching element, is connected in series to the primary winding P1 of the transformer T1. The capacitor C2 for voltage clamping and the FET 2 which is the second switching element are connected in series. The voltage clamp capacitors C2 and FET2 connected in series are connected in parallel to the primary winding P1 of the transformer T1. On the primary side of the switching power supply circuit 100, a control unit 101 and an FET drive unit 102 are provided as control means for the FET 1 and the FET 2. The voltage resonance capacitor C1 connected in parallel with the FET 1 is provided in order to reduce the loss when the FET 1 and the FET 2 are switched off. The capacitance between the drain terminal and the source terminal of the FET 1 may be used without providing the capacitor C1 for voltage resonance. In order to facilitate the operation of turning on the switching element at zero voltage, which will be described later, the capacitor C1 for voltage resonance is selected to have a smaller capacitance than the capacitor C2 for voltage clamping. The diode D1 of this embodiment is a body diode of FET1. Similarly, the diode D2 is the body diode of the FET 2.

スイッチング電源回路100の二次側には、トランスT1の二次巻線S1に生じるフライバック電圧の二次側の整流平滑手段であるダイオードD11及びコンデンサC11を有している。トランスT1の二次巻線S1に誘起された電圧はダイオードD11及びコンデンサC11によって整流平滑され、電源電圧V11として出力される。また、スイッチング電源回路100の二次側には、二次側に出力される電源電圧V11に応じた情報を一次側にフィードバックするフィードバック手段として、フィードバック部115を有している(図中、点線枠部)。なお、本実施例の制御部101には、発振器などによって生成されたクロック信号で動作するCPU、ASIC等の演算制御素子を用いている。制御部101の詳細は図2で説明する。これにより、制御信号DRV1(第一の制御信号)及び制御信号DRV2(第二の制御信号)の複雑な波形制御を簡易で安価な回路構成で実現できる。 On the secondary side of the switching power supply circuit 100, a diode D11 and a capacitor C11, which are rectifying and smoothing means on the secondary side of the flyback voltage generated in the secondary winding S1 of the transformer T1, are provided. The voltage induced in the secondary winding S1 of the transformer T1 is rectified and smoothed by the diode D11 and the capacitor C11, and is output as the power supply voltage V11. Further, the secondary side of the switching power supply circuit 100 has a feedback unit 115 as a feedback means for feeding back information according to the power supply voltage V11 output to the secondary side to the primary side (dotted line in the figure). Frame part). The control unit 101 of this embodiment uses arithmetic control elements such as a CPU and an ASIC that operate with a clock signal generated by an oscillator or the like. Details of the control unit 101 will be described with reference to FIG. As a result, complicated waveform control of the control signal DRV1 (first control signal) and the control signal DRV2 (second control signal) can be realized with a simple and inexpensive circuit configuration.

制御部101のVC端子とG端子の間には、DC/DCコンバータ104によって生成された電源電圧V2が、DC/DCコンバータ104のOUT端子から供給されている。制御部101は、フィードバック部115からFB端子に入力された電圧信号に基づき、制御信号DRV1及び制御信号DRV2を出力しており、FET駆動部102を介してFET1及びFET2の制御を行っている。ここで、制御信号DRV1はFET1を駆動するための信号、制御信号DRV2はFET2を駆動するための信号である。 The power supply voltage V2 generated by the DC / DC converter 104 is supplied from the OUT terminal of the DC / DC converter 104 between the VC terminal and the G terminal of the control unit 101. The control unit 101 outputs the control signal DRV1 and the control signal DRV2 based on the voltage signal input from the feedback unit 115 to the FB terminal, and controls the FET1 and the FET2 via the FET drive unit 102. Here, the control signal DRV1 is a signal for driving the FET1, and the control signal DRV2 is a signal for driving the FET2.

FET駆動部102は、制御部101から入力された制御信号DRV1に応じてFET1のゲート駆動信号DLを生成し、制御信号DRV2に応じてFET2のゲート駆動信号DHを生成する回路である。FET駆動部102のVC端子とG端子の間には、補助巻線P2で生成された電源電圧V1が供給されている。また、FET2を駆動するため、コンデンサC5及びダイオードD5で構成されるチャージポンプ回路によって、VH端子とGH端子の間に電源電圧V1が供給されている。FET駆動部102は、ハイ(high)レベルの制御信号DRV1が入力されると、FET1のゲート駆動信号DLをハイレベルとし、これによりFET1がオン状態となる。同様に、FET駆動部102は、ハイレベルの制御信号DRV2が入力されると、FET2のゲート駆動信号DHをハイレベルとし、これによりFET2がオン状態となる。 The FET drive unit 102 is a circuit that generates a gate drive signal DL of the FET 1 in response to the control signal DRV1 input from the control unit 101, and generates a gate drive signal DH of the FET 2 in response to the control signal DRV2. The power supply voltage V1 generated by the auxiliary winding P2 is supplied between the VC terminal and the G terminal of the FET drive unit 102. Further, in order to drive the FET 2, a power supply voltage V1 is supplied between the VH terminal and the GH terminal by a charge pump circuit composed of a capacitor C5 and a diode D5. When the high level control signal DRV1 is input, the FET drive unit 102 sets the gate drive signal DL of the FET 1 to a high level, whereby the FET 1 is turned on. Similarly, when the high-level control signal DRV2 is input, the FET drive unit 102 sets the gate drive signal DH of the FET 2 to a high level, whereby the FET 2 is turned on.

DC/DCコンバータ104は、3端子レギュレータ又は降圧型スイッチング電源回路であり、VC端子とG端子間に入力された電源電圧V1を変換して、OUT端子から電源電圧V2を出力している。起動回路103は、3端子レギュレータ又は降圧型スイッチング電源であり、VC端子とG端子間に入力された入力電圧Vinを変換して、OUT端子から電源電圧V1を出力している。起動回路103は、補助巻線P2から供給される電源電圧V1が所定の電圧値以下の場合のみ動作する回路であり、スイッチング電源回路100の起動時に電源電圧V1を供給するために用いられる。 The DC / DC converter 104 is a 3-terminal regulator or a step-down switching power supply circuit, which converts the power supply voltage V1 input between the VC terminal and the G terminal and outputs the power supply voltage V2 from the OUT terminal. The start-up circuit 103 is a 3-terminal regulator or a step-down switching power supply, converts the input voltage Vin input between the VC terminal and the G terminal, and outputs the power supply voltage V1 from the OUT terminal. The start circuit 103 is a circuit that operates only when the power supply voltage V1 supplied from the auxiliary winding P2 is equal to or lower than a predetermined voltage value, and is used to supply the power supply voltage V1 when the switching power supply circuit 100 is started.

[フィードバック部]
フィードバック部115は、電源電圧V11を所定の一定電圧に制御するために用いられる。電源電圧V11の電圧値は、シャントレギュレータIC5のリファレンス端子REFの基準電圧、抵抗R52及び抵抗R53によって設定される。電源電圧V11が所定の電圧(ここでは5V)より高くなると、シャントレギュレータIC5のカソード端子Kから電流が流れ、プルアップ抵抗R51を介してフォトカプラPC5の二次側ダイオードが導通状態となる。これにより、フォトカプラPC5の一次側フォトトランジスタが動作し、コンデンサC6から電荷を放電する。このため、制御部101のFB端子の電圧(以下、FB端子電圧という)が低下する。一方、電源電圧V11が5Vより低くなると、二次側ダイオードが非導通状態となる。これにより、フォトカプラPC5の一次側フォトトランジスタがオフ状態となり、電源電圧V2から抵抗R2を介してコンデンサC6を充電する電流が流れる。このため、制御部101のFB端子電圧が上昇する。このように、フィードバック部115は、電源電圧V11の変動に応じて制御部101のFB端子電圧を変化させる。
[Feedback section]
The feedback unit 115 is used to control the power supply voltage V11 to a predetermined constant voltage. The voltage value of the power supply voltage V11 is set by the reference voltage of the reference terminal REF of the shunt regulator IC5, the resistor R52, and the resistor R53. When the power supply voltage V11 becomes higher than a predetermined voltage (5V in this case), a current flows from the cathode terminal K of the shunt regulator IC5, and the secondary diode of the photocoupler PC5 becomes conductive via the pull-up resistor R51. As a result, the primary phototransistor of the photocoupler PC5 operates to discharge the electric charge from the capacitor C6. Therefore, the voltage of the FB terminal of the control unit 101 (hereinafter referred to as the FB terminal voltage) drops. On the other hand, when the power supply voltage V11 becomes lower than 5V, the secondary diode becomes non-conducting. As a result, the primary phototransistor of the photocoupler PC5 is turned off, and a current for charging the capacitor C6 flows from the power supply voltage V2 via the resistor R2. Therefore, the FB terminal voltage of the control unit 101 rises. In this way, the feedback unit 115 changes the FB terminal voltage of the control unit 101 according to the fluctuation of the power supply voltage V11.

制御部101は、フィードバック部115から入力されたFB端子電圧を検知することで、電源電圧V11を所定の一定電圧に制御するためのフィードバック制御を行っている。このように、制御部101はFB端子電圧を監視することによって、電源電圧V11を間接的にフィードバック制御することができる。 The control unit 101 detects the FB terminal voltage input from the feedback unit 115 to perform feedback control for controlling the power supply voltage V11 to a predetermined constant voltage. In this way, the control unit 101 can indirectly feedback-control the power supply voltage V11 by monitoring the FB terminal voltage.

[制御部101の構成]
図2(A)は、制御部101の内部構成を示すブロック図である。制御部101は、内部に生成部であるクロック発振部131、PWM出力部133、演算制御部136、記憶部137、記憶部138、AD変換部139を備えた1チップのマイクロコンピュータである。記憶部137はRAMであり、記憶部138は、ROMやフラッシュメモリ(FLASH)で構成されている。演算制御部136は、クロック発振部131のクロック信号に基づき動作しており、記憶部138に記憶された命令及びデータを、記憶部137に読み込んだうえで、逐次演算を行う制御部である。演算制御部136は、AD変換部139が検知したFB端子から入力されたAD_FB信号に基づき、PWM出力部133の2つの制御信号DRV1、DRV2の設定値(制御開始タイミング、周期、デューティ)を制御する。これにより、FET1及びFET2のオン・オフ制御を行っている。
[Structure of control unit 101]
FIG. 2A is a block diagram showing an internal configuration of the control unit 101. The control unit 101 is a one-chip microcomputer including a clock oscillation unit 131, a PWM output unit 133, an arithmetic control unit 136, a storage unit 137, a storage unit 138, and an AD conversion unit 139, which are generation units. The storage unit 137 is a RAM, and the storage unit 138 is composed of a ROM and a flash memory (FLASH). The calculation control unit 136 operates based on the clock signal of the clock oscillation unit 131, and is a control unit that reads the instructions and data stored in the storage unit 138 into the storage unit 137 and then performs sequential calculations. The arithmetic control unit 136 controls the set values (control start timing, cycle, duty) of the two control signals DRV1 and DRV2 of the PWM output unit 133 based on the AD_FB signal input from the FB terminal detected by the AD conversion unit 139. do. Thereby, on / off control of FET1 and FET2 is performed.

ところで、前述した制御部101の誤動作状態の一例として、外来ノイズ等によりクロック発振部131の動作が停止することでクロック信号が出力されなくなり、その結果、演算制御部136の処理が停止してしまう(継続できなくなる)場合がある。図2(A)の制御部101のクロック発振部131は、ノイズ等によりクロック信号の出力が停止しても所定時間経過すると自動復帰する機能を有している。そのため、クロック信号が停止し、演算制御部136の処理が停止する(継続できなくなる)状態を経過した後に、クロック発振部131が再発振してクロック信号が出力されることで、演算制御部136は、停止していた処理を再開することができる。 By the way, as an example of the above-mentioned malfunction state of the control unit 101, the operation of the clock oscillation unit 131 is stopped due to external noise or the like, so that the clock signal is not output, and as a result, the processing of the arithmetic control unit 136 is stopped. (It may not be possible to continue). The clock oscillation unit 131 of the control unit 101 of FIG. 2A has a function of automatically recovering after a lapse of a predetermined time even if the output of the clock signal is stopped due to noise or the like. Therefore, after the clock signal is stopped and the processing of the arithmetic control unit 136 is stopped (cannot be continued), the clock oscillating unit 131 reoscillates and the clock signal is output, so that the arithmetic control unit 136 is output. Can resume the stopped processing.

図2(B)は、内部にクロック発振部131が出力するクロック信号を監視し、クロック信号が停止したことを検知すると、復帰信号を出力する検知部であるクロック復帰部141を備えた制御部107の内部構成を示すブロック図である。クロック発振部131は、復帰信号が入力されると、再発振してクロック信号を出力する。また、図2(C)は、外部にクロック発振部131が出力するクロック信号を監視し、クロック信号が停止したことを検知すると、復帰信号を出力する検知部である外部監視部142を備えた制御部108の内部構成を示すブロック図である。クロック発振部131は、復帰信号が入力されると、再発振してクロック信号を出力する。このように、制御部101の代わりに、図2(B)に示した制御部107や図2(C)に示した制御部108のような構成でもよい。 FIG. 2B shows a control unit including a clock recovery unit 141, which is a detection unit that monitors the clock signal output by the clock oscillation unit 131 internally and outputs a recovery signal when it detects that the clock signal has stopped. It is a block diagram which shows the internal structure of 107. When the return signal is input, the clock oscillation unit 131 reoscillates and outputs the clock signal. Further, FIG. 2C includes an external monitoring unit 142 which is a detection unit that monitors the clock signal output by the clock oscillation unit 131 to the outside and outputs a return signal when the clock signal is detected to have stopped. It is a block diagram which shows the internal structure of the control part 108. When the return signal is input, the clock oscillation unit 131 reoscillates and outputs the clock signal. As described above, instead of the control unit 101, a configuration such as the control unit 107 shown in FIG. 2B or the control unit 108 shown in FIG. 2C may be used.

[電流検知部]
図1(A)を用いて、一点鎖線で囲まれた電流検知部120について説明する。電流検知部120は、瞬間的な電流に対する過電流検知回路(以下、OCP回路という)と、平均電流に対する過電流検知回路(以下、OLP回路という)から構成されている。第一の電流検知手段であるOCP回路は、コンパレータIC1と分圧抵抗R22、R23から構成され、コンパレータIC1の出力端子は、第一の保持手段であるラッチ部105に接続されている。一方、第二の電流検知手段であるOLP回路は、平均電流値を検知する平均電流検知部119とコンパレータIC2と分圧抵抗R24、R25から構成され、コンパレータIC2の出力端子は、第二の保持手段であるラッチ部106に接続されている。
[Current detector]
The current detection unit 120 surrounded by the alternate long and short dash line will be described with reference to FIG. 1 (A). The current detection unit 120 includes an overcurrent detection circuit for instantaneous current (hereinafter referred to as OCP circuit) and an overcurrent detection circuit for average current (hereinafter referred to as OLP circuit). The OCP circuit, which is the first current detecting means, is composed of the comparator IC1 and the voltage dividing resistors R22 and R23, and the output terminal of the comparator IC1 is connected to the latch portion 105, which is the first holding means. On the other hand, the OLP circuit, which is the second current detecting means, is composed of an average current detecting unit 119 for detecting the average current value, a comparator IC2, and voltage dividing resistors R24 and R25, and the output terminal of the comparator IC2 is held in the second position. It is connected to the latch portion 106 which is a means.

図1(B)は、ラッチ部105の内部構成を示す回路図である。ラッチ部105は、PNP型トランジスタTr1、NPN型トランジスタTr2、Tr3(以下、単にトランジスタTr1、Tr2、Tr3という)、コンデンサCr1、ダイオードD23や抵抗等から構成されている。図1(C)は、ラッチ部106の内部構成を示す回路図であり、ラッチ部106はPNP型トランジスタTr4、NPN型トランジスタTr5(以下、単にトランジスタTr4、Tr5という)、コンデンサCr2、ダイオードD24や抵抗等から構成されている。なお、図1(A)に示すOCP回路、OLP回路や図1(B)、(C)に示すラッチ部105、106の回路構成は一例であり、本発明はこれら回路構成に限定されるものではなく、他の素子を用いた構成でもよい。また、図2(A)に示した制御部101の代わりに、例えば図3に示した制御部109のように、制御部109の内部に図1(A)に示す電流検知部120を設けてもよい。そして、電流検知部120により、電流検知抵抗R21を流れる電流Ipに応じて、PWM出力部133から出力される制御信号DRV1及び制御信号DRV2を出力停止させるような構成でもよい。 FIG. 1B is a circuit diagram showing the internal configuration of the latch portion 105. The latch portion 105 is composed of a PNP type transistor Tr1, an NPN type transistor Tr2, a Tr3 (hereinafter, simply referred to as transistors Tr1, Tr2, Tr3), a capacitor Cr1, a diode D23, a resistor and the like. FIG. 1C is a circuit diagram showing the internal configuration of the latch portion 106, wherein the latch portion 106 includes a PNP type transistor Tr4, an NPN type transistor Tr5 (hereinafter, simply referred to as transistors Tr4 and Tr5), a capacitor Cr2, and a diode D24. It is composed of resistors and the like. The circuit configurations of the OCP circuit and the OLP circuit shown in FIG. 1 (A) and the latch portions 105 and 106 shown in FIGS. 1 (B) and 1 (C) are examples, and the present invention is limited to these circuit configurations. However, a configuration using other elements may be used. Further, instead of the control unit 101 shown in FIG. 2 (A), the current detection unit 120 shown in FIG. 1 (A) is provided inside the control unit 109, for example, as in the control unit 109 shown in FIG. May be good. Then, the current detection unit 120 may be configured to stop the output of the control signal DRV1 and the control signal DRV2 output from the PWM output unit 133 according to the current Ip flowing through the current detection resistor R21.

[スイッチング電源回路の制御方法]
図4は、制御部101によるアクティブクランプ方式を用いたスイッチング電源回路100の制御方法の説明図である。図4において、(i)はFET1のゲート駆動信号DLに対応する制御信号DRV1の波形を示し、(ii)はFET2のゲート駆動信号DHに対応する制御信号DRV2の波形を示している。また、図4において、(iii)はFET1のドレイン電流の波形を示し、(iv)はFET1のドレイン端子とソース端子間の電圧の波形を示し、(v)はクロック発振部131のクロック信号の波形を示す。図4(B)の(vi)は、後述するラッチ部105のコンデンサCr1の充電電位であるラッチ電圧Vr1の波形を示している。なお、横軸はいずれも時間を示す。図5は、図4に示す複数の期間(〔1〕〜〔3〕)における電流の流れを、簡易回路図と共に示したものである。以下に、各期間の動作を説明する。なお、図5では、トランスT1をリーケージインダクタンスLr、結合インダクタンスLs、理想トランスTiに分割して示している。また、図5の回路中に、それぞれの期間〔1〕〜〔3〕で流れる電流を濃い実線矢印で示している。
[Control method of switching power supply circuit]
FIG. 4 is an explanatory diagram of a control method of the switching power supply circuit 100 using the active clamp method by the control unit 101. In FIG. 4, (i) shows the waveform of the control signal DRV1 corresponding to the gate drive signal DL of the FET 1, and (ii) shows the waveform of the control signal DRV2 corresponding to the gate drive signal DH of the FET 2. Further, in FIG. 4, (iii) shows the waveform of the drain current of the FET 1, (iv) shows the waveform of the voltage between the drain terminal and the source terminal of the FET 1, and (v) shows the clock signal of the clock oscillator 131. The waveform is shown. FIG. 4B shows the waveform of the latch voltage Vr1, which is the charging potential of the capacitor Cr1 of the latch portion 105, which will be described later. The horizontal axis indicates time. FIG. 5 shows the current flow during a plurality of periods ([1] to [3]) shown in FIG. 4 together with a simple circuit diagram. The operation of each period will be described below. In FIG. 5, the transformer T1 is divided into a leakage inductance Lr, a coupling inductance Ls, and an ideal transformer Ti. Further, in the circuit of FIG. 5, the currents flowing in each of the periods [1] to [3] are indicated by dark solid arrows.

[スイッチング期間]
まず、正常なスイッチング動作について図4(A)を用いて説明する。図4(A)の(v)に示すように、制御部101の内部のクロック発振部131が正常に動作しているときクロック信号が出力され続ける。スイッチング期間は、制御部101が、FET1とFET2を共にオフさせるデッドタイムを挟んでFET1とFET2を交互にオン又はオフさせて繰り返し制御する期間である。スイッチング期間におけるFET2と電圧クランプ用のコンデンサC2を用いた動作(以下、アクティブクランプ動作という)を図4(A)と図5の〔1〕〜〔3〕で説明する。
[Switching period]
First, a normal switching operation will be described with reference to FIG. 4 (A). As shown in (v) of FIG. 4A, the clock signal continues to be output when the clock oscillator 131 inside the control unit 101 is operating normally. The switching period is a period in which the control unit 101 repeatedly controls the FET 1 and the FET 2 by alternately turning them on and off with a dead time for turning off the FET 1 and the FET 2 together. The operation using the FET 2 and the capacitor C2 for voltage clamping during the switching period (hereinafter referred to as active clamping operation) will be described with reference to FIGS. 4 (A) and 5 [1] to [3].

FET1がオン状態の間は、トランスT1のリーケージインダクタンスLr、結合インダクタンスLsに電流が流れている(図4(A)(iii)参照)。図5に示す〔1〕の期間は、FET1が時間TL1の間オン状態となった後オフ状態となり、デッドタイムを経てFET2がオン状態となった期間である。FET1がオン状態の間に流れた電流によって、トランスT1から、FET2又はダイオードD2を介して、電圧クランプ用のコンデンサC2の+端子側に充電を行う状態となる。リーケージインダクタンスLrによるキックバック電圧は電圧クランプ用のコンデンサC2によって吸収することができるため、FET1のドレイン端子とソース端子間に印加されるサージ電圧を抑制できる。電圧クランプ用のコンデンサC2の電圧が上昇すると、ダイオードD11がオン状態となり、トランスT1の二次巻線S1を介して、スイッチング電源回路100の二次側に電力が供給される状態になる。 While the FET 1 is in the ON state, a current flows through the leakage inductance Lr and the coupling inductance Ls of the transformer T1 (see FIGS. 4 (A) and 4 (iii)). The period [1] shown in FIG. 5 is a period in which the FET 1 is turned on for the time TL1 and then turned off, and the FET 2 is turned on after the dead time. The current flowing while the FET 1 is on causes the transformer T1 to charge the + terminal side of the voltage clamping capacitor C2 via the FET 2 or the diode D2. Since the kickback voltage due to the leakage inductance Lr can be absorbed by the capacitor C2 for voltage clamping, the surge voltage applied between the drain terminal and the source terminal of the FET 1 can be suppressed. When the voltage of the voltage clamping capacitor C2 rises, the diode D11 is turned on, and power is supplied to the secondary side of the switching power supply circuit 100 via the secondary winding S1 of the transformer T1.

図5に示す〔2〕の期間では、電圧クランプ用のコンデンサC2と、トランスT1のリーケージインダクタンスLr及び結合インダクタンスLsとの共振によって、コンデンサC2の+端子側からFET2を介してトランスT1に電流が流れる状態となる。電圧クランプ用のコンデンサC2の電圧が低下すると、二次側のダイオードD11が非導通状態となり、スイッチング電源回路100の二次側に電力が供給されない状態になる。更に、FET2の導通状態を保持することで、電圧クランプ用のコンデンサC2からトランスT1のリーケージインダクタンスLr及び結合インダクタンスLsに流れる電流が増加する。 In the period of [2] shown in FIG. 5, a current flows from the + terminal side of the capacitor C2 to the transformer T1 via the FET 2 due to resonance between the capacitor C2 for voltage clamping and the leakage inductance Lr and the coupling inductance Ls of the transformer T1. It will be in a flowing state. When the voltage of the voltage clamping capacitor C2 drops, the diode D11 on the secondary side becomes non-conducting, and power is not supplied to the secondary side of the switching power supply circuit 100. Further, by maintaining the conduction state of the FET 2, the current flowing from the voltage clamping capacitor C2 to the leakage inductance Lr and the coupling inductance Ls of the transformer T1 increases.

図5に示す〔3〕の期間は、FET1及びFET2が共にオフ状態となっているデッドタイム期間である。図5の〔3〕の期間では、FET2をオフ状態にすることで、トランスT1の一次巻線P1に接続されたコンデンサの容量が電圧クランプ用のコンデンサC2と電圧共振用のコンデンサC1の合成容量の値から、電圧共振用のコンデンサC1の容量に減少する。そのため、トランスT1のリーケージインダクタンスLr及び結合インダクタンスLsに流れる電流によって、電圧共振用のコンデンサC1に充電されていた電荷を、平滑用コンデンサC3に回生することができる。上述した回生の動作が終了すると、ダイオードD1が導通した状態となる。図5に示す〔3〕の期間が終了し、ダイオードD1が導通した状態で、FET1をオン状態にすることで、FET1はゼロボルトの状態でオフ状態からオン状態へと移行するスイッチング動作を行うことができる。FET1がゼロボルトの状態でオフ状態からオン状態へと移行するスイッチング動作を、以下、ゼロボルトスイッチングという。このように、FET2がオン状態となってから、平滑用コンデンサC3への回生の動作が終了するまでの動作を、アクティブクランプ動作という。FET1は、その後時間TL2の間オン状態となる。 The period [3] shown in FIG. 5 is a dead time period in which both FET 1 and FET 2 are in the off state. In the period of [3] of FIG. 5, by turning off the FET 2, the capacitance of the capacitor connected to the primary winding P1 of the transformer T1 is the combined capacitance of the capacitor C2 for voltage clamping and the capacitor C1 for voltage resonance. From the value of, it decreases to the capacitance of the capacitor C1 for voltage resonance. Therefore, the electric charge charged in the voltage resonance capacitor C1 can be regenerated into the smoothing capacitor C3 by the current flowing through the leakage inductance Lr and the coupling inductance Ls of the transformer T1. When the above-described regeneration operation is completed, the diode D1 is in a conductive state. When the period of [3] shown in FIG. 5 is completed and the diode D1 is conducting, the FET 1 is turned on, so that the FET 1 performs a switching operation of shifting from the off state to the on state in the zero volt state. Can be done. The switching operation in which the FET 1 shifts from the off state to the on state in the zero volt state is hereinafter referred to as zero volt switching. The operation from when the FET 2 is turned on to when the operation of regeneration to the smoothing capacitor C3 is completed is called an active clamp operation. FET1 is then turned on for time TL2.

このように、図4(A)、図5の〔1〕〜〔3〕で説明したアクティブクランプ動作における電圧クランプ用のコンデンサC2とFET2の働きによって、FET1のサージ電圧を抑制することができる。また、電圧共振用のコンデンサC1の電荷を、平滑用コンデンサC3に回生することができ、更に、FET1のゼロボルトスイッチングを行うことができる。よって、アクティブクランプ方式を用いることで、図4(A)に示すスイッチング期間において、スイッチング電源回路100の効率を改善できる。 As described above, the surge voltage of the FET 1 can be suppressed by the action of the voltage clamping capacitors C2 and the FET 2 in the active clamping operation described in FIGS. 4 (A) and 5 [1] to [3]. Further, the electric charge of the voltage resonance capacitor C1 can be regenerated into the smoothing capacitor C3, and the FET 1 can be zero-volt switched. Therefore, by using the active clamp method, the efficiency of the switching power supply circuit 100 can be improved during the switching period shown in FIG. 4 (A).

[OLP回路の動作]
次に、図1(A)を参照して、OLP回路の動作について説明する。FET1に流れた電流は、電流検知抵抗R21及び平均電流検知部119によって平均電流電圧Iavとして検知され、コンパレータIC2の−端子に入力される。コンパレータIC2は、電源電圧V2、分圧抵抗R24、R25によって設定され、+端子に入力される基準電圧Iavoと平均電流検知部119の検知結果である平均電流電圧Iavとを比較する。そして、コンパレータIC2は、平均電流電圧Iavが基準電圧Iavoよりも大きいとき、ロー(Low)レベルのIavOff信号をラッチ部106に出力する。なお、正常動作時にはOLP回路が動作しないように、基準電圧Iavoは、正常時の平均電流電圧Iavよりも大きい値が設定される。したがって、正常動作時にはコンパレータIC2の出力端子はハイインピーダンス状態(オープンコレクタ)となる。
[Operation of OLP circuit]
Next, the operation of the OLP circuit will be described with reference to FIG. 1 (A). The current flowing through the FET 1 is detected as an average current voltage Iav by the current detection resistor R21 and the average current detection unit 119, and is input to the − terminal of the comparator IC2. The comparator IC2 compares the reference voltage Iavo, which is set by the power supply voltage V2, the voltage dividing resistors R24, and R25, and is input to the + terminal, with the average current voltage Iav, which is the detection result of the average current detection unit 119. Then, when the average current voltage Iav is larger than the reference voltage Iavo, the comparator IC2 outputs a low level IavOff signal to the latch unit 106. The reference voltage Iavo is set to a value larger than the average current voltage Iav during normal operation so that the OLP circuit does not operate during normal operation. Therefore, during normal operation, the output terminal of the comparator IC2 is in a high impedance state (open collector).

次に、ラッチ部106の動作について説明する。図1(A)及び図1(C)に示したように、ラッチ部106には電源電圧V2、電位DCL及びIavOff信号が入力され、ラッチ部106からはDRVOff信号が出力される。正常動作時には、コンパレータIC2の出力端子はハイインピーダンス状態となるため、トランジスタTr4のベース端子電圧はエミッタ端子と同電位となり、トランジスタTr4はオフ状態となる。その結果、トランジスタTr5のベース−エミッタ間電圧は、トランジスタTr5がオンする閾値電圧よりも低くなるため、トランジスタTr5はオフ状態となり、トランジスタTr5のコレクタ端子はハイインピーダンス状態となる。したがって、DRVOff信号はハイインピーダンス状態となる。 Next, the operation of the latch portion 106 will be described. As shown in FIGS. 1A and 1C, the power supply voltage V2, the potential DCL, and the IavOff signal are input to the latch unit 106, and the DRVOff signal is output from the latch unit 106. During normal operation, the output terminal of the comparator IC2 is in a high impedance state, so that the base terminal voltage of the transistor Tr4 is at the same potential as the emitter terminal, and the transistor Tr4 is in an off state. As a result, the base-emitter voltage of the transistor Tr5 becomes lower than the threshold voltage at which the transistor Tr5 is turned on, so that the transistor Tr5 is turned off and the collector terminal of the transistor Tr5 is in a high impedance state. Therefore, the DRVOff signal is in a high impedance state.

負荷短絡などの異常動作時には、平均電流電圧Iavの値が基準電圧Iavoよりも大きくなり、コンパレータIC2の出力端子からはローレベルのIavOff信号が出力される。そのため、トランジスタTr4のベース端子電圧はローレベルとなり、トランジスタTr4がオンする。そして、トランジスタTr4がオンすることにより、トランジスタTr4を介して、電源電圧V2がコンデンサCr2及びトランジスタTr5のベース端子に印加される。電源電圧V2がコンデンサCr2に充電されることにより、コンデンサCr2の充電電位であるラッチ電圧Vr2により、トランジスタTr5のベース−エミッタ間電圧は閾値電圧よりも高い状態を保持し続けるため、トランジスタTr5はオン状態となる。その結果、トランジスタTr5のコレクタ端子はローレベルとなり、DRVOff信号はローレベルとなる。 At the time of abnormal operation such as a load short circuit, the value of the average current voltage Iav becomes larger than that of the reference voltage Iavo, and a low-level IavOff signal is output from the output terminal of the comparator IC2. Therefore, the base terminal voltage of the transistor Tr4 becomes low level, and the transistor Tr4 is turned on. Then, when the transistor Tr4 is turned on, the power supply voltage V2 is applied to the base terminals of the capacitor Cr2 and the transistor Tr5 via the transistor Tr4. When the power supply voltage V2 is charged to the capacitor Cr2, the base-emitter voltage of the transistor Tr5 continues to be higher than the threshold voltage due to the latch voltage Vr2 which is the charging potential of the capacitor Cr2, so that the transistor Tr5 is turned on. It becomes a state. As a result, the collector terminal of the transistor Tr5 becomes low level, and the DRVOff signal becomes low level.

トランジスタTr4のベース端子電圧は、トランジスタTr5のコレクタ端子電圧よりもダイオードD24の順方向電圧Vfだけ高い電圧となり、トランジスタTr4のベース−エミッタ間電圧は、トランジスタTr4が十分にオンできる電圧となる。コンデンサCr2に充電された電位によって、トランジスタTr5のベース−エミッタ間電圧は閾値電圧よりも高い状態を保持されているため、トランジスタTr5はオン状態が保持され、DRVOff信号もローレベルで保持される。そのため、制御信号DRV1は、制御部101から出力される制御信号DRV1がハイレベル又はローレベルに関係なく、ダイオードD22を介してローレベルとなる。その結果、FET駆動部102から出力されるFET1のゲート駆動信号DLは強制的にローレベルとなる。同様に、制御信号DRV2も、制御部101から出力される制御信号DRV2がハイレベル又はローレベルに関係なく、ダイオードD20を介してローレベルとなる。その結果、FET駆動部102から出力されるFET2のゲート駆動信号DHは強制的にローレベルとなる。このように、平均電流を検知してスイッチング電源を止めることで、出力端のレアショートや定格外の負荷を引かれても安全にスイッチング電源を停止することができる。 The base terminal voltage of the transistor Tr4 is higher than the collector terminal voltage of the transistor Tr5 by the forward voltage Vf of the diode D24, and the base-emitter voltage of the transistor Tr4 is a voltage that can be sufficiently turned on by the transistor Tr4. Since the base-emitter voltage of the transistor Tr5 is kept higher than the threshold voltage due to the potential charged in the capacitor Cr2, the transistor Tr5 is kept in the on state and the DRVOff signal is also held at a low level. Therefore, the control signal DRV1 becomes a low level via the diode D22 regardless of whether the control signal DRV1 output from the control unit 101 has a high level or a low level. As a result, the gate drive signal DL of the FET 1 output from the FET drive unit 102 is forcibly lowered to a low level. Similarly, the control signal DRV2 also has a low level via the diode D20 regardless of whether the control signal DRV2 output from the control unit 101 has a high level or a low level. As a result, the gate drive signal DH of the FET 2 output from the FET drive unit 102 is forcibly lowered to a low level. By detecting the average current and stopping the switching power supply in this way, the switching power supply can be safely stopped even if a rare short circuit at the output end or an unrated load is drawn.

[OCP回路の動作]
次に、図1(A)を参照して、OCP回路の動作について説明する。FET1に流れた電流は、電流検知抵抗R21で検知電圧Ipに電流電圧変換され、コンパレータIC1の−端子に入力される。コンパレータIC1は、電源電圧V2を分圧抵抗R22、R23により分圧し+端子に入力される基準電圧Ipoと検知電圧Ipとを比較し、検知電圧Ipが基準電圧Ipoよりも大きい場合には、ローレベルのIpOff信号をラッチ部105に出力する。なお、正常動作時にはOCP回路が動作しないように、基準電圧Ipoは正常時の検知電圧Ipよりも大きい値が設定される。したがって、正常動作時には、コンパレータIC1の出力端子はハイインピーダンス状態となる。
[Operation of OCP circuit]
Next, the operation of the OCP circuit will be described with reference to FIG. 1 (A). The current flowing through the FET 1 is converted into a detection voltage Ip by the current detection resistor R21 and input to the − terminal of the comparator IC1. The comparator IC1 divides the power supply voltage V2 by the voltage dividing resistors R22 and R23, compares the reference voltage Ipo input to the + terminal with the detection voltage Ip, and if the detection voltage Ip is larger than the reference voltage Ipo, it is low. The level IpOff signal is output to the latch unit 105. The reference voltage Ipo is set to a value larger than the detection voltage Ip in the normal operation so that the OCP circuit does not operate in the normal operation. Therefore, during normal operation, the output terminal of the comparator IC1 is in a high impedance state.

次に、ラッチ部105の動作について説明する。図1(A)及び図1(B)に示したように、ラッチ部105には、電源電圧V2、電位DCL、IpOff信号、及び制御信号DRV2が入力され、ラッチ部105からはDRV1Off信号が出力される。正常動作時には、コンパレータIC1の出力端子はハイインピーダンス状態となるため、トランジスタTr1のベース端子電圧はエミッタ端子と同電位となり、トランジスタTr1はオフ状態となる。そのため、トランジスタTr2のベース−エミッタ間電圧は閾値電圧より低くなるため、トランジスタTr2はオフ状態となり、トランジスタTr2のコレクタ端子はハイインピーダンス状態となる。したがって、DRV1Off信号はハイインピーダンス状態となる。 Next, the operation of the latch portion 105 will be described. As shown in FIGS. 1A and 1B, the power supply voltage V2, the potential DCL, the IpOff signal, and the control signal DRV2 are input to the latch portion 105, and the DRV1Off signal is output from the latch portion 105. Will be done. During normal operation, the output terminal of the comparator IC1 is in a high impedance state, so that the base terminal voltage of the transistor Tr1 is at the same potential as the emitter terminal, and the transistor Tr1 is in an off state. Therefore, since the base-emitter voltage of the transistor Tr2 is lower than the threshold voltage, the transistor Tr2 is turned off and the collector terminal of the transistor Tr2 is in a high impedance state. Therefore, the DRV1Off signal is in a high impedance state.

[制御部101の異常時の動作]
次に、本実施例の特徴である、制御部101の誤動作時にスイッチング電源回路100を保護する動作について詳細に説明する。外部からノイズ等が印加されたとき、制御部101が誤動作し、PWM出力部133のPWM出力が一時的に停止してしまう場合がある。PWM出力部133のPWM出力が停止してしまう場合の一例として、クロック発振部131から出力されるクロック信号が停止する制御部101の誤動作状態を例に説明を行う。クロック発振部131のクロック信号の停止時の動作の詳細について図4(B)に示す。クロック信号が停止することにより、PWM出力部133から出力されるPWM信号である制御信号DRV1及び制御信号DRV2の制御ができなくなり、クロック信号が停止した時点での制御信号DRV1及び制御信号DRV2の状態が保持されることになる。図4(B)中の(a)〜(e)は、タイミング(時刻)を示している。以下では、図4(B)を参照して、各タイミングにおける回路動作について説明する。
[Operation when the control unit 101 is abnormal]
Next, the operation of protecting the switching power supply circuit 100 in the event of a malfunction of the control unit 101, which is a feature of this embodiment, will be described in detail. When noise or the like is applied from the outside, the control unit 101 may malfunction and the PWM output of the PWM output unit 133 may be temporarily stopped. As an example of the case where the PWM output of the PWM output unit 133 is stopped, a malfunction state of the control unit 101 in which the clock signal output from the clock oscillation unit 131 is stopped will be described as an example. The details of the operation of the clock oscillator 131 when the clock signal is stopped are shown in FIG. 4 (B). When the clock signal is stopped, the control signal DRV1 and the control signal DRV2, which are PWM signals output from the PWM output unit 133, cannot be controlled, and the state of the control signal DRV1 and the control signal DRV2 at the time when the clock signal is stopped. Will be retained. (A) to (e) in FIG. 4 (B) show the timing (time). Hereinafter, the circuit operation at each timing will be described with reference to FIG. 4 (B).

(タイミングa)スイッチング動作
タイミング(a)は、制御部101から制御信号DRV2はハイレベルで出力され、制御信号DRV1がローレベルで出力されている時点である(図4(B)(i)、(ii))。このとき、FET1はオフ状態、FET2はオン状態であり、スイッチング動作を行っている。
(Timing a) Switching operation The timing (a) is the time when the control signal DRV2 is output at a high level and the control signal DRV1 is output at a low level from the control unit 101 (FIGS. 4B and 4i). (Ii)). At this time, the FET 1 is in the off state and the FET 2 is in the on state, and the switching operation is performed.

(タイミングb)クロック信号停止
タイミング(b)は、外乱ノイズ等により、制御部101のクロック発振部131から出力されるクロック信号が停止した時点を示している(図4(B)(v))。クロック信号が停止すると、制御部101の演算制御部136も動作を停止する。その結果、PWM出力部133から出力される制御信号DRV1及び制御信号DRV2は、クロック信号が停止した時点の状態、すなわち制御信号DRV1はハイレベル、制御信号DRV2はローレベルで保持される。そのため、制御信号DRV1がハイレベルの状態でPWM出力部133のPWM出力が保持されると、制御信号DRV1のハイレベルの状態の期間が長くなり(図4(B)(i))、その間、FET1はオン状態が保持され続ける。その結果、FET1のドレイン電流が流れ続ける(図4(B)(iii))。なお、図1(A)に示すように、FET1のドレイン電流は、電流検知抵抗R21によって電流・電圧変換され、検知電圧Ipとして検知される。また、図4(B)の(i)の制御信号DRV1の信号波形において、タイミング(b)とタイミング(c)との間の破線は、クロック信号の停止がなければ、制御信号DRV1がハイレベルからローレベルに立ち下がるタイミングを示している。
(Timing b) Clock signal stop The timing (b) indicates the time when the clock signal output from the clock oscillator 131 of the control unit 101 is stopped due to disturbance noise or the like (FIGS. 4B and 4v). .. When the clock signal is stopped, the arithmetic control unit 136 of the control unit 101 also stops its operation. As a result, the control signal DRV1 and the control signal DRV2 output from the PWM output unit 133 are held in the state at the time when the clock signal is stopped, that is, the control signal DRV1 is held at a high level and the control signal DRV2 is held at a low level. Therefore, when the PWM output of the PWM output unit 133 is held in the high level state of the control signal DRV1, the period of the high level state of the control signal DRV1 becomes long (FIGS. 4B and 4i), and during that time, The FET 1 continues to be kept on. As a result, the drain current of the FET 1 continues to flow (FIGS. 4 (B) and (iii)). As shown in FIG. 1A, the drain current of the FET 1 is current-voltage converted by the current detection resistor R21 and detected as the detection voltage Ip. Further, in the signal waveform of the control signal DRV1 of FIG. 4B (i), the broken line between the timing (b) and the timing (c) indicates that the control signal DRV1 has a high level unless the clock signal is stopped. It shows the timing of falling to the low level from.

(タイミングc)OCP回路の動作
タイミング(c)は、前述したOCP回路が動作する時点を示している。図1(A)及び図1(B)を参照して、OCP回路及びラッチ部105の動作について説明する。FET1のドレイン電流が流れ続けることで、検知電圧Ipが基準電圧Ipoよりも大きくなると、コンパレータIC1の出力端子からは、ローレベルのIpOff信号が出力される。これにより、ラッチ部105のトランジスタTr1のベース端子電圧はローレベルとなり、トランジスタTr1がオンする。トランジスタTr1がオンすることにより、トランジスタTr1を介して、電源電圧V2がコンデンサCr1及びトランジスタTr2のベース端子に印加される。コンデンサCr1に充電された電位により、トランジスタTr2のベース−エミッタ間電圧は閾値電圧よりも高い状態となるため、トランジスタTr2はオン状態となる。その結果、トランジスタTr2のコレクタ端子はローレベルとなり、DRV1Off信号はローレベルとなる。トランジスタTr1のベース端子はトランジスタTr2のコレクタ端子電圧よりもダイオードD23の順方向電圧Vfだけ高い電圧となり、トランジスタTr1のベース−エミッタ間電圧はトランジスタTr1が十分にオンできる電圧となる。コンデンサCr1に充電された電位であるラッチ電位Vr1によって、トランジスタTr2のベース−エミッタ間電圧は閾値電圧よりも高い状態を保持されているため、トランジスタTr2はオン状態で保持され、DRV1Off信号もローレベルで保持される。
(Timing c) Operation of OCP circuit Timing (c) indicates the time point at which the above-mentioned OCP circuit operates. The operation of the OCP circuit and the latch portion 105 will be described with reference to FIGS. 1 (A) and 1 (B). When the detection voltage Ip becomes larger than the reference voltage Ipo due to the continuous flow of the drain current of the FET 1, a low-level IpOff signal is output from the output terminal of the comparator IC1. As a result, the base terminal voltage of the transistor Tr1 of the latch portion 105 becomes low level, and the transistor Tr1 is turned on. When the transistor Tr1 is turned on, the power supply voltage V2 is applied to the base terminals of the capacitor Cr1 and the transistor Tr2 via the transistor Tr1. Due to the potential charged in the capacitor Cr1, the base-emitter voltage of the transistor Tr2 becomes higher than the threshold voltage, so that the transistor Tr2 is turned on. As a result, the collector terminal of the transistor Tr2 becomes low level, and the DRV1Off signal becomes low level. The base terminal of the transistor Tr1 is higher than the collector terminal voltage of the transistor Tr2 by the forward voltage Vf of the diode D23, and the base-emitter voltage of the transistor Tr1 is a voltage that the transistor Tr1 can sufficiently turn on. Since the base-emitter voltage of the transistor Tr2 is held higher than the threshold voltage by the latch potential Vr1, which is the potential charged in the capacitor Cr1, the transistor Tr2 is held in the on state and the DRV1Off signal is also at a low level. It is held at.

DRV1OFF信号がローレベルであるため、制御部101から出力される制御信号DRV1はハイレベル又はローレベルに関係なく、FET駆動部102に入力される制御信号DRV1はダイオードD21を介してローレベルとなる。その結果、FET駆動部102から出力されるFET1のゲート駆動信号DLは強制的にローレベルとなる。これにより、FET1はオフ状態となり、ドレイン電流が流れなくなる(図4(B)(iii))。このタイミングが、図4(B)に示すタイミング(c)である。 Since the DRV1OFF signal has a low level, the control signal DRV1 output from the control unit 101 has a low level regardless of whether it has a high level or a low level, and the control signal DRV1 input to the FET drive unit 102 has a low level via the diode D21. .. As a result, the gate drive signal DL of the FET 1 output from the FET drive unit 102 is forcibly lowered to a low level. As a result, the FET 1 is turned off and the drain current does not flow (FIGS. 4B (iii)). This timing is the timing (c) shown in FIG. 4 (B).

なお、上述したように、OCP回路及びラッチ部105によって制御信号DRV1がローレベルに保持された後は、FET1はオフ状態となるため、FET1のドレイン電流は流れなくなる。そのため、電流検知抵抗R21により検知される検知電圧Ipは低下し、基準電圧Ipoよりも低い電圧に低下すると、コンパレータIC1の出力端子から出力されるIpOff信号もローレベルからハイインピーダンス状態となる。このようにして、ノイズ等によりクロック信号が停止してもOCP回路によりFET1がオフ状態となるため、FET1が過電流で破壊することなくスイッチング動作を停止させることができる。 As described above, after the control signal DRV1 is held at a low level by the OCP circuit and the latch portion 105, the FET1 is turned off, so that the drain current of the FET1 does not flow. Therefore, the detection voltage Ip detected by the current detection resistor R21 drops, and when the voltage drops below the reference voltage Ipo, the IpOff signal output from the output terminal of the comparator IC1 also changes from a low level to a high impedance state. In this way, even if the clock signal is stopped due to noise or the like, the FET 1 is turned off by the OCP circuit, so that the switching operation can be stopped without the FET 1 being destroyed by the overcurrent.

(タイミングd)クロック信号再発振
タイミング(d)は、外乱ノイズ等がなくなり、クロック発振部131が自動復帰して、再発振してクロック信号を出力した時点を示している。なお、クロック発振部131の復帰は、前述した図2(A)の自動復帰でも、図2(B)、(C)の復帰信号による復帰でもよい。制御部101の動作は、クロック信号が停止時点(タイミング(b))の状態から再開されるため、制御信号DRV1はハイレベルの状態で保持されている。しかし、上述したOCP回路のラッチ部105の動作(図4(B)(vi)に示すラッチ電圧Vr1)によって、制御部101の動作が再開されても、FET1はオフ状態のままで保持されている。これにより、クロック信号が再発振した時点(タイミング(d))でFET1がオンし、ハードスイッチング状態となることを防止することができる。なお、制御部101の動作は、クロック信号が停止時点(タイミング(b))の状態から再開されるため、制御信号DRV1は、クロック信号が再発振してから所定の時間が経過した時点で、ローレベルとなる。すなわち、タイミング(b)からクロック信号が停止しなければ制御信号DRV1がローレベルに立ち下がるタイミング(図4(B)(i)の破線部)までの時間が経過した時点で、制御信号DRV1は、ローレベルとなる。
(Timing d) Clock signal re-oscillation The timing (d) indicates the time when the clock oscillating unit 131 automatically recovers and re-oscillates to output the clock signal after the disturbance noise or the like disappears. The recovery of the clock oscillator 131 may be the automatic recovery of FIG. 2A described above or the recovery by the recovery signals of FIGS. 2B and 2C. Since the operation of the control unit 101 is restarted from the state at the time when the clock signal is stopped (timing (b)), the control signal DRV1 is held in a high level state. However, even if the operation of the control unit 101 is restarted by the operation of the latch unit 105 of the OCP circuit described above (latch voltage Vr1 shown in FIGS. 4 (B) and 4 (vi)), the FET 1 is held in the off state. There is. As a result, it is possible to prevent the FET 1 from turning on at the time when the clock signal reoscillates (timing (d)) and entering a hard switching state. Since the operation of the control unit 101 is restarted from the state when the clock signal is stopped (timing (b)), the control signal DRV1 is set when a predetermined time elapses after the clock signal reoscillates. It becomes a low level. That is, when the time from the timing (b) to the timing at which the control signal DRV1 falls to the low level (broken line portion in FIGS. , Low level.

(タイミングe)ラッチ部の解除
タイミング(e)は、ラッチ部105のラッチ状態が解除した時点を示している。ラッチ状態が解除されるときの回路動作について図1(A)、(B)及び図4(B)を参照して説明する。制御部101からハイレベルの制御信号DRV2が出力され(図4(B)(ii))、ラッチ部105に入力されると、トランジスタTr3のベース−エミッタ間電圧が閾値電圧よりも高い状態となり、トランジスタTr3がオンする。トランジスタTr3がオン状態になると、コンデンサCr1に充電されている電荷がトランジスタTr3を介して放電される(図4(B)(vi))。その結果、トランジスタTr2のベース−エミッタ間電圧は閾値電圧よりも低い状態になり、トランジスタTr2はオフする。また、トランジスタTr1のベース端子電圧はエミッタ端子と同電位となり、トランジスタTr1はオフする。トランジスタTr1がオフすると電源電圧V2がコンデンサCr1に供給されなくなるため、トランジスタTr2のベース−エミッタ間電圧は閾値電圧よりも低い状態のままとなる。これにより、ラッチ部105のDRV1Off信号による制御信号DRV1のローレベルの保持が解除される。
(Timing e) Release of the latch portion The timing (e) indicates the time when the latch state of the latch portion 105 is released. The circuit operation when the latch state is released will be described with reference to FIGS. 1 (A), 1 (B) and 4 (B). When a high-level control signal DRV2 is output from the control unit 101 (FIGS. 4B and 4ii) and input to the latch unit 105, the base-emitter voltage of the transistor Tr3 becomes higher than the threshold voltage. The transistor Tr3 is turned on. When the transistor Tr3 is turned on, the electric charge charged in the capacitor Cr1 is discharged via the transistor Tr3 (FIGS. 4 (B) and 4 (vi)). As a result, the base-emitter voltage of the transistor Tr2 becomes lower than the threshold voltage, and the transistor Tr2 is turned off. Further, the base terminal voltage of the transistor Tr1 becomes the same potential as the emitter terminal, and the transistor Tr1 is turned off. When the transistor Tr1 is turned off, the power supply voltage V2 is not supplied to the capacitor Cr1, so that the base-emitter voltage of the transistor Tr2 remains lower than the threshold voltage. As a result, the low level holding of the control signal DRV1 by the DRV1 Off signal of the latch portion 105 is released.

なお、ここでは、制御信号DRV1がハイレベルのときにクロック信号が停止した場合のOCP回路によりFET1がオン状態で保持され、FET1が破壊されることを防止する回路動作について説明した。制御信号DRV1がローレベルの場合には、制御信号DRV2がハイレベル又はローレベルに関係なく、FET1がオン状態となることはないため、ここでの回路動作の説明は省略する。また、本実施例では、制御部101の動作が再開されるタイミング(d)を検知することができない。制御部101の動作が再開されるタイミング(d)を検知するには、後述する図6のスイッチング電源回路200の判断部202のように、制御部101の動作が再開されたことを検知する回路を設ける必要がある。 Here, the circuit operation for preventing the FET 1 from being destroyed by holding the FET 1 in the ON state by the OCP circuit when the clock signal is stopped when the control signal DRV1 is at a high level has been described. When the control signal DRV1 is at a low level, the FET1 is not turned on regardless of whether the control signal DRV2 is at a high level or a low level. Therefore, the description of the circuit operation here will be omitted. Further, in this embodiment, the timing (d) at which the operation of the control unit 101 is restarted cannot be detected. In order to detect the timing (d) at which the operation of the control unit 101 is restarted, a circuit that detects that the operation of the control unit 101 is restarted, as in the determination unit 202 of the switching power supply circuit 200 of FIG. It is necessary to provide.

本実施例のスイッチング電源回路100では、制御信号DRV2がハイレベルになった時点で、ラッチ部105から出力されるDRV1Off信号による、制御信号DRV1のローレベル状態の保持が解除される。そのため、クロック信号の再発振により制御部101の動作が再開されたことを検知する回路を設ける必要がなく、最適なタイミングでスイッチング動作を再開できることを特徴としている。その結果、外乱ノイズ等により制御部101が誤動作し、図4(B)で説明したようにOCP回路による過電流保護を行った場合にも、出力電圧V11の出力を保持することができ、ユーザビリティとスイッチング電源回路100の信頼性を両立することができる。 In the switching power supply circuit 100 of this embodiment, when the control signal DRV2 reaches a high level, the low level state of the control signal DRV1 is released by the DRV1Off signal output from the latch unit 105. Therefore, it is not necessary to provide a circuit for detecting that the operation of the control unit 101 is restarted by the reoscillation of the clock signal, and the switching operation can be restarted at the optimum timing. As a result, the control unit 101 malfunctions due to disturbance noise or the like, and even when the overcurrent protection is performed by the OCP circuit as described in FIG. 4 (B), the output of the output voltage V11 can be maintained, and usability is achieved. And the reliability of the switching power supply circuit 100 can be compatible with each other.

更に、本実施例では、スイッチング1回毎にFET1のドレイン電流の過電流を検知してFET1のスイッチングを止めるOCP回路と、ドレイン電流の平均電流を検知してFET1及びFET2のスイッチングを止めるOLP回路を併用している。これにより、短期間の過電流によるFET1の破壊をOCP回路で保護すると共に、長期間の過電流によるFET1及びFET2の熱破壊をOLP回路で保護することができ、スイッチング電源回路100の安全性や信頼性を高めることができる。また、OCP回路は、図4(B)で説明した、制御部101の動作が停止した際の保護動作に加えて、出力電圧V11の負荷がショートした場合の保護動作としても用いることができる。 Further, in this embodiment, an OCP circuit that detects an overcurrent of the drain current of the FET 1 and stops the switching of the FET 1 for each switching, and an OLP circuit that detects the average current of the drain current and stops the switching of the FET 1 and the FET 2. Is used together. As a result, the destruction of the FET 1 due to the short-term overcurrent can be protected by the OCP circuit, and the thermal destruction of the FET 1 and the FET 2 due to the long-term overcurrent can be protected by the OLP circuit. Reliability can be increased. Further, the OCP circuit can be used as a protection operation when the load of the output voltage V11 is short-circuited, in addition to the protection operation when the operation of the control unit 101 is stopped as described in FIG. 4 (B).

ところで、実施例1ではクロック信号の誤動作を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。クロック信号の停止以外にも、制御部101の内部の誤動作によって、PWM出力部133のPWM出力が一時的に停止してしまい、FET1のオン期間が通常の制御時よりも長くなるような誤動作に対して有効である。 By the way, in the first embodiment, the malfunction of the clock signal has been described as an example, but the present invention is not limited to this. In addition to stopping the clock signal, the PWM output of the PWM output unit 133 is temporarily stopped due to an internal malfunction of the control unit 101, resulting in a malfunction in which the ON period of the FET 1 is longer than during normal control. It is effective against it.

以上説明したように、本実施例によれば、制御部の動作停止時にも過電流から回路を保護すると共に、負荷への電源電圧の出力を停止しないことができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to protect the circuit from overcurrent and not stop the output of the power supply voltage to the load even when the operation of the control unit is stopped.

実施例1では、外乱ノイズ等によりクロック信号が停止した場合に、OCP回路がFET1に過電流が流れることを検知し、制御信号DRV1をローレベルにすることにより、強制的にFET1をオフ状態にする回路動作について説明した。実施例2では、制御部から出力される動作状態を表す信号に基づいて、制御部の異常時に強制的にFET1をオフ状態にする回路動作について説明する。 In the first embodiment, when the clock signal is stopped due to disturbance noise or the like, the OCP circuit detects that an overcurrent flows through the FET 1, and sets the control signal DRV1 to a low level to forcibly turn the FET 1 off. The circuit operation to be performed was explained. In the second embodiment, a circuit operation for forcibly turning off the FET 1 when an abnormality of the control unit is performed based on a signal indicating an operation state output from the control unit will be described.

[スイッチング電源装置の構成]
図6は、実施例2のアクティブクランプ方式を用いたスイッチング電源回路200の概略を示す回路図である。図6(A)では、実施例1の図1(A)の回路図と比べて、図1(A)の制御部101、電流検知部120が削除され、制御部201、判断部202、ラッチ部203が追加されている。なお、実施例1の図1(A)と同じ構成には同一の符号を付し、説明を省略する。
[Configuration of switching power supply]
FIG. 6 is a circuit diagram showing an outline of a switching power supply circuit 200 using the active clamp method of the second embodiment. In FIG. 6 (A), the control unit 101 and the current detection unit 120 of FIG. 1 (A) are deleted as compared with the circuit diagram of FIG. 1 (A) of the first embodiment, and the control unit 201, the determination unit 202, and the latch are deleted. Part 203 has been added. The same components as those in FIG. 1 (A) of the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

[制御部の構成]
図7(A)は、本実施例の制御部201の内部構成を示すブロック図である。制御部201では、実施例1で説明した制御部101の構成に、制御部201の動作状態に応じてハイレベル又はローレベルのSTATUS信号(状態信号)を出力する状態発信部231が追加されている。状態発信部231を除くその他の構成は、実施例1の制御部101と同一の構成であるため、ここでの説明を省略する。
[Control unit configuration]
FIG. 7A is a block diagram showing an internal configuration of the control unit 201 of this embodiment. In the control unit 201, a state transmission unit 231 that outputs a high-level or low-level STATUS signal (state signal) according to the operating state of the control unit 201 is added to the configuration of the control unit 101 described in the first embodiment. There is. Since the other configurations other than the state transmission unit 231 are the same as the control unit 101 of the first embodiment, the description thereof will be omitted here.

状態発信部231は、クロック発振部131のクロック信号の出力を監視する。そして、後述する図8(v)、(v’)に示すように、外部からノイズ等により、クロック発振部131から出力されるクロック信号が停止したとき(図8のタイミング(b))、状態発信部231は、STATUS信号をローレベルに設定する。そして、状態発信部231は、クロック発振部131からのクロック信号が再度、出力されると(図8のタイミング(c))、STATUS信号をハイレベルに設定する(図8(v’))。なお、STATUS信号は、図8(v’)に示す波形に限定されるものではなく、STATUS信号をクロック発振部131から出力されるクロック信号が停止したときにはハイレベルにし、クロック信号が正常に戻ったときにはローレベルに設定してもよい。また、クロック発振部131から出力されるクロック信号が停止したとき、STATUS信号の出力を停止し、クロック信号が正常に戻ったとき、STATUS信号を出力するようにしてもよい。また、図7(B)に示すように、内部構成が、実施例1の図2(C)に示した、クロック信号の外部監視部142を設けた制御部101に、状態発信部231を設けた制御部201の構成でもよい。 The state transmission unit 231 monitors the output of the clock signal of the clock oscillation unit 131. Then, as shown in FIGS. 8 (v) and 8 (v') described later, when the clock signal output from the clock oscillator 131 is stopped due to noise or the like from the outside (timing (b) in FIG. 8), the state is reached. The transmitter 231 sets the STATUS signal to a low level. Then, when the clock signal from the clock oscillator 131 is output again (timing (c) in FIG. 8), the state transmission unit 231 sets the STATUS signal to a high level (FIG. 8 (v')). The STATUS signal is not limited to the waveform shown in FIG. 8 (v'), and the STATUS signal is set to a high level when the clock signal output from the clock oscillator 131 stops, and the clock signal returns to normal. At that time, it may be set to a low level. Further, when the clock signal output from the clock oscillator 131 is stopped, the output of the STATUS signal may be stopped, and when the clock signal returns to normal, the STATUS signal may be output. Further, as shown in FIG. 7B, the state transmission unit 231 is provided in the control unit 101 provided with the external monitoring unit 142 for the clock signal, which has an internal configuration shown in FIG. 2C of the first embodiment. The control unit 201 may be configured.

[ラッチ部の構成]
図6(A)に示したように、スイッチング電源回路200は保持手段であるラッチ部203を有する。図6(B)は、ラッチ部203の内部構成を示す回路図である。ラッチ部203には、STATUS信号、STATUSOff信号、電位DCLが入力され、DRVOff信号が出力される。ラッチ部203では、実施例1の図1(B)に示すラッチ部105と比べて、制御信号DRV2の代わりにSTATUS信号が、IpOff信号の代わりにSTATUSOff信号が、DRV1Off信号の代わりにDRVOff信号が用いられている。ラッチ部203の回路構成は、実施例1のラッチ部105と同様であり、同じ回路素子には同じ符号を付与し、ここでの説明を省略する。したがって、ラッチ部203においては、実施例1のラッチ部105と同様に、STATUSOff信号がローレベルになると、トランジスタTr1、TR2がオン状態となる。そして、トランジスタTr1、TR2がオン状態となると、ダイオードD21、D25を介して制御信号DRV1及び制御信号DRV2がローレベルとなる。このように、STATUSOff信号によりDRVOff信号を制御することができる。また、STATUS信号がローレベルからハイレベルになると、トランジスタTr3がオン状態となり、コンデンサCr1に充電された電荷が放電される。これにより、トランジスタTr2がオフして、DRVOff信号はハイインピーダンス状態となり、ラッチ状態が解除される。
[Structure of latch part]
As shown in FIG. 6A, the switching power supply circuit 200 has a latch portion 203 which is a holding means. FIG. 6B is a circuit diagram showing the internal configuration of the latch portion 203. A STATUS signal, a STATUSOff signal, and a potential DCL are input to the latch unit 203, and a DRVOff signal is output. In the latch unit 203, as compared with the latch unit 105 shown in FIG. 1 (B) of the first embodiment, the STATUS signal is used instead of the control signal DRV2, the STATUSOff signal is used instead of the IpOff signal, and the DRVOff signal is used instead of the DRV1Off signal. It is used. The circuit configuration of the latch portion 203 is the same as that of the latch portion 105 of the first embodiment, and the same reference numerals are given to the same circuit elements, and the description thereof will be omitted here. Therefore, in the latch portion 203, similarly to the latch portion 105 of the first embodiment, when the STATUSOff signal becomes low level, the transistors Tr1 and TR2 are turned on. Then, when the transistors Tr1 and TR2 are turned on, the control signal DRV1 and the control signal DRV2 become low level via the diodes D21 and D25. In this way, the DRVOff signal can be controlled by the STATUSOff signal. Further, when the STATUS signal changes from a low level to a high level, the transistor Tr3 is turned on and the electric charge charged in the capacitor Cr1 is discharged. As a result, the transistor Tr2 is turned off, the DRVOff signal is brought into a high impedance state, and the latch state is released.

[判断部の構成と動作]
図6(A)に示すように、スイッチング電源回路200は、検知手段である判断部202を有する。また、図6(C)に示すように、判断部202は、電源電圧V2、DCL電位、STATUS信号が入力され、STATUSOff信号を出力する。判断部202は、制御部201から出力されるSTATUS信号に基づいてSTATUSOff信号を制御し、判断部202から出力されたSTATUSOff信号はラッチ部203に入力される。判断部202の一例として、図6(C)に複数の抵抗とNPN型トランジスタTr21、Tr22(以下、単にトランジスタTr21、Tr22という)で構成された回路を示す。なお、判断部202は図6(C)に示す回路構成に限定されるものではなく、例えばFETやオペアンプ、コンパレータ等のICを用いた構成や、判断部202を制御部201内部に有する構成でもよい。
[Configuration and operation of the judgment unit]
As shown in FIG. 6A, the switching power supply circuit 200 has a determination unit 202 which is a detection means. Further, as shown in FIG. 6C, the determination unit 202 receives the power supply voltage V2, the DCL potential, and the STATUS signal, and outputs the STATUSOff signal. The determination unit 202 controls the STATUSOff signal based on the STATUS signal output from the control unit 201, and the STATUSOff signal output from the determination unit 202 is input to the latch unit 203. As an example of the determination unit 202, FIG. 6C shows a circuit composed of a plurality of resistors and NPN-type transistors Tr21 and Tr22 (hereinafter, simply referred to as transistors Tr21 and Tr22). The determination unit 202 is not limited to the circuit configuration shown in FIG. 6C, and may be a configuration using an IC such as an FET, an operational amplifier, or a comparator, or a configuration having the determination unit 202 inside the control unit 201. good.

次に、図6(B)及び図6(C)を参照して、判断部202の動作について説明する。クロック発振部131からクロック信号が出力されているときには、制御部201から出力されるSTATUS信号はハイレベルである。そのため、判断部202のトランジスタTr21のベース−エミッタ間電圧は閾値電圧よりも高い状態となり、トランジスタTr21はオン状態となる。電源電圧V2は、トランジスタTr21のコレクタ端子と、抵抗を介してトランジスタTr23のベース端子に印加されている。トランジスタTr21がオン状態のときには、トランジスタTr22のベース−エミッタ間電圧は閾値電圧よりも低い状態であり、トランジスタTr22はオフ状態である。したがって、トランジスタTr22のコレクタ端子はハイインピーダンス状態となり、STATUSOff信号もハイインピーダンス状態となる。 Next, the operation of the determination unit 202 will be described with reference to FIGS. 6 (B) and 6 (C). When the clock signal is output from the clock oscillator 131, the STATUS signal output from the control unit 201 is at a high level. Therefore, the base-emitter voltage of the transistor Tr21 of the determination unit 202 is higher than the threshold voltage, and the transistor Tr21 is turned on. The power supply voltage V2 is applied to the collector terminal of the transistor Tr21 and the base terminal of the transistor Tr23 via a resistor. When the transistor Tr21 is on, the base-emitter voltage of the transistor Tr22 is lower than the threshold voltage, and the transistor Tr22 is off. Therefore, the collector terminal of the transistor Tr22 is in a high impedance state, and the STATUSOff signal is also in a high impedance state.

ラッチ部203では、入力されるSTATUSOff信号がハイインピーダンス状態のときには、トランジスタTr1のベース端子電圧はエミッタ端子と同電位となり、トランジスタTr1はオフ状態となる。そのため、トランジスタTr2のベース−エミッタ間電圧は閾値電圧よりも低い状態となり、トランジスタTr2はオフ状態となる。したがって、DRVOff信号はハイインピーダンス状態となる。 In the latch portion 203, when the input STATUSOff signal is in the high impedance state, the base terminal voltage of the transistor Tr1 becomes the same potential as the emitter terminal, and the transistor Tr1 is in the off state. Therefore, the base-emitter voltage of the transistor Tr2 is lower than the threshold voltage, and the transistor Tr2 is turned off. Therefore, the DRVOff signal is in a high impedance state.

一方、クロック発振部131からのクロック信号の出力が停止したとき、制御部201から出力されるSTATUS信号はローレベルとなる。そのため、判断部202のトランジスタTr21のベース−エミッタ間電圧は閾値電圧よりも低い状態となり、トランジスタTr21はオフ状態となる。その結果、電源電圧V2が、抵抗を介してトランジスタTr22のベース端子に印加されるため、トランジスタTr22のベース−エミッタ間電圧は閾値電圧よりも高い状態となり、トランジスタTr22はオン状態となる。そのため、トランジスタTr22のコレクタ端子に接続されているSTATUSOff信号はローレベルとなる。 On the other hand, when the output of the clock signal from the clock oscillator 131 is stopped, the STATUS signal output from the control unit 201 becomes low level. Therefore, the base-emitter voltage of the transistor Tr21 of the determination unit 202 is lower than the threshold voltage, and the transistor Tr21 is turned off. As a result, since the power supply voltage V2 is applied to the base terminal of the transistor Tr22 via a resistor, the base-emitter voltage of the transistor Tr22 becomes higher than the threshold voltage, and the transistor Tr22 turns on. Therefore, the STATUSOff signal connected to the collector terminal of the transistor Tr22 becomes low level.

ラッチ部203において、STATUSOff信号がローレベルになると、トランジスタTr1はオン状態となり、そのため、トランジスタTr2のベース−エミッタ間電圧は閾値電圧よりも高い状態となり、トランジスタTr2はオン状態となる。これにより、DRVOff信号はローレベルとなる。DRVOFF信号がローレベルになることより、制御部201から出力される制御信号DRV1がハイレベル又はローレベルに関係なく、ダイオードD21を介して制御信号DRV1がローレベルとなる。そのため、FET駆動部102から出力されるFET1のゲート駆動信号DLは強制的にローレベルとなる。同様に、制御信号DRV2もダイオードD25を介してローレベルとなり、FET駆動部102から出力されるFET2のゲート駆動信号DHは強制的にローレベルとなる。このように、制御部201のクロック信号が正常状態か否かを表すSTATUS信号に応じて、判断部202がFET1を制御できる点が、OCP回路の出力に応じて制御部101がFET1を制御する実施例1の構成と異なる。 When the STATUSOff signal becomes low level in the latch portion 203, the transistor Tr1 is turned on, so that the base-emitter voltage of the transistor Tr2 is higher than the threshold voltage and the transistor Tr2 is turned on. As a result, the DRVOff signal becomes low level. Since the DRVOFF signal becomes low level, the control signal DRV1 output from the control unit 201 becomes low level regardless of whether the control signal DRV1 is high level or low level. Therefore, the gate drive signal DL of the FET 1 output from the FET drive unit 102 is forcibly lowered to a low level. Similarly, the control signal DRV2 also becomes a low level via the diode D25, and the gate drive signal DH of the FET 2 output from the FET drive unit 102 is forcibly lowered to a low level. In this way, the point that the determination unit 202 can control the FET 1 according to the STATUS signal indicating whether or not the clock signal of the control unit 201 is in the normal state is that the control unit 101 controls the FET 1 according to the output of the OCP circuit. It is different from the configuration of the first embodiment.

[制御部201の異常時の動作]
次に、本実施例の特徴である、制御部201の誤動作時にスイッチング電源回路200を保護する動作について詳細に説明する。本実施例においても、実施例1と同様に、制御部201のPWM出力部133のPWM出力が停止してしまう場合の一例として、クロック発振部131から出力されるクロック信号が停止する制御部201の誤動作状態を例に説明を行う。クロック発振部131のクロック信号の停止時の動作の詳細について図8に示す。図8において、(i)はFET1のゲート駆動信号DLに対応する制御信号DRV1の波形を示し、(ii)はFET2のゲート駆動信号DHに対応する制御信号DRV2の波形を示している。また、図8において、(iii)はFET1のドレイン電流の波形を示し、(iv)はFET1のドレイン端子とソース端子間の電圧の波形を示し、(v)はクロック発振部131のクロック信号の波形を示している。更に、図8において、(v’)はSTATUS信号の状態を示し、(vi)はラッチ電圧Vr1の波形を示している。なお、横軸はいずれも時間を示す。
[Operation when the control unit 201 is abnormal]
Next, the operation of protecting the switching power supply circuit 200 when the control unit 201 malfunctions, which is a feature of this embodiment, will be described in detail. In this embodiment as well, as in the first embodiment, as an example of the case where the PWM output of the PWM output unit 133 of the control unit 201 is stopped, the control unit 201 in which the clock signal output from the clock oscillation unit 131 is stopped is stopped. The malfunction state of is described as an example. FIG. 8 shows details of the operation of the clock oscillator 131 when the clock signal is stopped. In FIG. 8, (i) shows the waveform of the control signal DRV1 corresponding to the gate drive signal DL of the FET 1, and (ii) shows the waveform of the control signal DRV2 corresponding to the gate drive signal DH of the FET 2. Further, in FIG. 8, (iii) shows the waveform of the drain current of the FET 1, (iv) shows the waveform of the voltage between the drain terminal and the source terminal of the FET 1, and (v) shows the clock signal of the clock oscillator 131. The waveform is shown. Further, in FIG. 8, (v') shows the state of the STATUS signal, and (vi) shows the waveform of the latch voltage Vr1. The horizontal axis indicates time.

図6(A)に示すスイッチング電源回路200は、実施例1の図1(A)のスイッチング電源回路100と同様に、クロック信号が停止することにより、PWM出力部133から出力される制御信号DRV1及び制御信号DRV2の制御ができなくなる。その結果、クロック信号が停止した時点での制御信号DRV1及び制御信号DRV2の状態が保持されることになる。図8中の(a)〜(c)は、タイミング(時刻)を示している。以下では、図8を参照して、各タイミングにおける回路動作について説明する。 Similar to the switching power supply circuit 100 of FIG. 1A of the first embodiment, the switching power supply circuit 200 shown in FIG. 6A is a control signal DRV1 output from the PWM output unit 133 when the clock signal is stopped. And the control signal DRV2 cannot be controlled. As a result, the states of the control signal DRV1 and the control signal DRV2 at the time when the clock signal is stopped are maintained. (A) to (c) in FIG. 8 indicate timing (time). Hereinafter, the circuit operation at each timing will be described with reference to FIG.

(タイミングa)スイッチング動作
タイミング(a)は、制御部201からハイレベルの制御信号DRV2が出力され、制御信号DRV1がローレベルで出力されている時点である(図8(i)、(ii))。このとき、FET1はオフ状態、FET2はオン状態であり、スイッチング動作を行っている。また、図8(v’)に示すように、制御部201のクロック信号が正常に動作している期間では、STATUS信号はハイレベルとなっている。
(Timing a) Switching operation The timing (a) is the time when the high-level control signal DRV2 is output from the control unit 201 and the control signal DRV1 is output at the low level (FIGS. 8 (i) and 8 (ii)). ). At this time, the FET 1 is in the off state and the FET 2 is in the on state, and the switching operation is performed. Further, as shown in FIG. 8 (v'), the STATUS signal is at a high level during the period in which the clock signal of the control unit 201 is operating normally.

(タイミングb)クロック信号停止
タイミング(b)は、外乱ノイズ等により、制御部201のクロック発振部131から出力されるクロック信号が停止した時点を示している(図8(v))。クロック信号が停止すると、制御部101の演算制御部136も動作を停止する。その結果、PWM出力部133から出力される制御信号DRV1及び制御信号DRV2は、クロック信号が停止した時点の状態、すなわち制御信号DRV1はハイレベル、制御信号DRV2はローレベルで保持される。なお、図8の(i)の制御信号DRV1の信号波形において、タイミング(b)とタイミング(c)との間の破線は、クロック信号の停止がなければ、制御信号DRV1がハイレベルからローレベルに立ち下がるタイミングを示している。
(Timing b) Clock signal stop The timing (b) indicates the time when the clock signal output from the clock oscillator 131 of the control unit 201 is stopped due to disturbance noise or the like (FIG. 8 (v)). When the clock signal is stopped, the arithmetic control unit 136 of the control unit 101 also stops its operation. As a result, the control signal DRV1 and the control signal DRV2 output from the PWM output unit 133 are held in the state at the time when the clock signal is stopped, that is, the control signal DRV1 is held at a high level and the control signal DRV2 is held at a low level. In the signal waveform of the control signal DRV1 of FIG. 8 (i), the broken line between the timing (b) and the timing (c) indicates that the control signal DRV1 has a high level to a low level unless the clock signal is stopped. It shows the timing of falling down.

また、STATUS信号に示したように、クロック信号が停止するとSTATUS信号はローレベルとなる(図8(v’))。図6(C)において、STATUS信号がローレベルとなるため、判断部202のトランジスタTr21のベース−エミッタ間電圧は、閾値電圧よりも低い状態となり、トランジスタTr21はオフ状態となる。これにより、トランジスタTr22のベース端子には抵抗を介して電源電圧V2が印加されるため、トランジスタTr22のベース−エミッタ間電圧は閾値電圧よりも高い状態となり、トランジスタTr22はオン状態となる。その結果、トランジスタTr22のコレクタ端子に接続されているSTATUSOff信号はローレベルとなる。 Further, as shown in the STATUS signal, when the clock signal is stopped, the STATUS signal becomes low level (FIG. 8 (v')). In FIG. 6C, since the STATUS signal is at a low level, the base-emitter voltage of the transistor Tr21 of the determination unit 202 is lower than the threshold voltage, and the transistor Tr21 is turned off. As a result, the power supply voltage V2 is applied to the base terminal of the transistor Tr22 via a resistor, so that the base-emitter voltage of the transistor Tr22 is higher than the threshold voltage and the transistor Tr22 is turned on. As a result, the STATUSOff signal connected to the collector terminal of the transistor Tr22 becomes low level.

図6(B)において、STATUSOff信号がローレベルとなることにより、ラッチ部203のトランジスタTr1、Tr2はオン状態となり、DRVOff信号はローレベルとなる。これにより、制御部201から出力される制御信号DRV1及び制御信号DRV2は共にローレベルとなる(図8(i)、(ii))。その結果、FET駆動部102から出力されるFET1のゲート駆動信号DL、FET2のゲート駆動信号DHは共に強制的にローレベルとなる(図8(iii))。このように、ノイズ等によりクロック信号が停止しても、STATUS信号(図8(v’))と判断部202とによって、スイッチング素子FET1を破壊することなく、安全にスイッチング動作を停止させることができる。また、図8(iii)において、破線で示すドレイン電流の電流波形は、実施例1においてOCP回路により過電流が検知されるまでに流れるFET1のドレイン電流の波形(図4(B)(iii))を示している。本実施例では、FET1に過電流が流れる前に、FET1のスイッチング動作を停止できる点が実施例1の場合と異なっている点である。 In FIG. 6B, when the STATUSOff signal becomes low level, the transistors Tr1 and Tr2 of the latch portion 203 are turned on, and the DRVOff signal becomes low level. As a result, both the control signal DRV1 and the control signal DRV2 output from the control unit 201 are at a low level (FIGS. 8 (i) and 8 (ii)). As a result, both the gate drive signal DL of the FET 1 and the gate drive signal DH of the FET 2 output from the FET drive unit 102 are forcibly lowered to a low level (FIG. 8 (iii)). In this way, even if the clock signal is stopped due to noise or the like, the STATUS signal (FIG. 8 (v')) and the determination unit 202 can safely stop the switching operation without destroying the switching element FET1. can. Further, in FIG. 8 (iii), the current waveform of the drain current shown by the broken line is the waveform of the drain current of the FET 1 that flows until the overcurrent is detected by the OCP circuit in the first embodiment (FIGS. 4 (B) and (iii)). ) Is shown. The present embodiment is different from the case of the first embodiment in that the switching operation of the FET 1 can be stopped before the overcurrent flows through the FET 1.

(タイミングc)クロック信号再発振
タイミング(c)は、外乱ノイズ等がなくなり、クロック発振部131が自動復帰して、再発振してクロック信号を出力した時点を示している。制御部201が正常に動作すると、STATUS信号がハイレベルになる(図8(v’))。これにより、判断部202のトランジスタTr21がオン状態となり、トランジスタTr22はオフ状態となってSTATUSOff信号はローレベルからハイインピーダンス状態となる。また、ラッチ部203は、STATUS信号がハイレベルになると、トランジスタTr3がオン状態となり、トランジスタTr1、Tr2はオフ状態となって、DRVOff信号はハイインピーダンス状態となる。その結果、ラッチ部203によるFET1のスイッチングの停止が解除される。
(Timing c) Clock signal reoscillation The timing (c) indicates the time when the clock oscillation unit 131 automatically recovers and reoscillates to output the clock signal after the disturbance noise or the like disappears. When the control unit 201 operates normally, the STATUS signal becomes high level (FIG. 8 (v')). As a result, the transistor Tr21 of the determination unit 202 is turned on, the transistor Tr22 is turned off, and the STATUSOff signal is changed from the low level to the high impedance state. Further, in the latch portion 203, when the STATUS signal becomes high level, the transistor Tr3 is turned on, the transistors Tr1 and Tr2 are turned off, and the DRVOff signal is put into a high impedance state. As a result, the switching stop of the FET 1 by the latch portion 203 is released.

制御部201の動作は、クロック信号が停止時点(タイミング(b))の状態から再開されるため、制御信号DRV1はハイレベルの状態で保持されている。そのため、クロック信号が再発振した時点(タイミング(c))でFET1がオンし、ハードスイッチング状態が生じてしまい、サージ電流が発生してしまう(図8(iii))。なお、制御部201の動作は、クロック信号が停止時点(タイミング(b))の状態から再開されるため、制御信号DRV1は、クロック信号が再発振してから所定の時間が経過した時点で、ローレベルとなる。すなわち、タイミング(b)からクロック信号が停止しなければ制御信号DRV1がローレベルに立ち下がるタイミング(図8(i)の破線部)までの時間が経過した時点で、制御信号DRV1は、ローレベルとなる。 Since the operation of the control unit 201 is restarted from the state at the time when the clock signal is stopped (timing (b)), the control signal DRV1 is held in a high level state. Therefore, when the clock signal reoscillates (timing (c)), the FET 1 is turned on, a hard switching state occurs, and a surge current is generated (FIG. 8 (iii)). Since the operation of the control unit 201 is restarted from the state when the clock signal is stopped (timing (b)), the control signal DRV1 is set when a predetermined time elapses after the clock signal reoscillates. It becomes a low level. That is, when the time from the timing (b) to the timing at which the control signal DRV1 falls to the low level (broken line portion in FIG. 8 (i)) has elapsed unless the clock signal is stopped, the control signal DRV1 is at the low level. It becomes.

上述したように、本実施例によれば、スイッチング期間中にクロック信号が予期せぬ停止をした場合でも、制御部201の状態を示すSTATUS信号に基づいて判断部202がFET1のスイッチング動作を停止する。これにより、実施例1よりも早くスイッチング動作を停止させることができる。更に、制御部201が正常な状態に復帰したときに判断部202によるFET1のスイッチングの停止を解除することで、電源回路を復帰させることができる。これにより、スイッチング電源回路から負荷への電力供給を停止させることなく、出力電圧を保持することができる。 As described above, according to the present embodiment, even if the clock signal unexpectedly stops during the switching period, the determination unit 202 stops the switching operation of the FET 1 based on the STATUS signal indicating the state of the control unit 201. do. As a result, the switching operation can be stopped earlier than in the first embodiment. Further, when the control unit 201 returns to the normal state, the power supply circuit can be restored by canceling the switching stop of the FET 1 by the determination unit 202. As a result, the output voltage can be maintained without stopping the power supply from the switching power supply circuit to the load.

上述したように、本実施例では、クロック信号が停止すると、STATUS信号はハイレベルからローレベルとなる。その結果、ラッチ部203がラッチ状態となって、FET駆動部102から出力されるFET1のゲート駆動信号DLがローレベルとなり、FET1のスイッチング動作が停止され、FET1の過電流が防止される。ところが、クロック信号が出力されると、STATUS信号はローレベルからハイレベルとなり、ラッチ部203のラッチ状態が解除される。そのとき、制御信号DRV1はハイレベルの状態で保持されているため、クロック信号が再発振した時点でFET1がオンし、ハードスイッチング状態が生じてしまう。そこで、制御部201の状態発信部231がSTATUS信号をローレベルからハイレベルに切り替えるタイミングをクロック信号が出力されたタイミングから、クロック出力が出力され、かつDRV2信号がオン状態となったタイミングに変更する。これにより、実施例1と同様に、上述したハードスイッチングが防止され、FET1のサージ電流の発生を防止することができると共に、FET1の過電流の発生を防止することができる。 As described above, in this embodiment, when the clock signal is stopped, the STATUS signal changes from high level to low level. As a result, the latch unit 203 is in the latch state, the gate drive signal DL of the FET 1 output from the FET drive unit 102 becomes low level, the switching operation of the FET 1 is stopped, and the overcurrent of the FET 1 is prevented. However, when the clock signal is output, the STATUS signal changes from low level to high level, and the latch state of the latch portion 203 is released. At that time, since the control signal DRV1 is held in a high level state, the FET1 is turned on when the clock signal reoscillates, and a hard switching state occurs. Therefore, the timing at which the state transmission unit 231 of the control unit 201 switches the STATUS signal from the low level to the high level is changed from the timing at which the clock signal is output to the timing at which the clock output is output and the DRV2 signal is turned on. do. As a result, similarly to the first embodiment, the above-mentioned hard switching can be prevented, the generation of the surge current of the FET 1 can be prevented, and the generation of the overcurrent of the FET 1 can be prevented.

以上説明したように、本実施例によれば、制御部の動作停止時にも過電流から回路を保護すると共に、負荷への電源電圧の出力を停止しないことができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to protect the circuit from overcurrent and not stop the output of the power supply voltage to the load even when the operation of the control unit is stopped.

[その他の実施例]
ところで、実施例1、2で説明したスイッチング電源回路100、200は、フライバック方式の電源回路であったが、フォワード方式の電源回路やアクティブクランプ方式ではないスイッチング電源回路でも、上述した回路構成を適用することができる。図9(A)は、トランスT1の二次側出力にフォワード電圧を利用する、アクティブクランプ方式を用いたスイッチング電源回路701の回路構成を示す回路図である。図9(A)において、制御部703は、実施例2の図6(A)の制御部201とFET駆動部102の機能を有する制御部であり、FET1及びFET2のオン・オフ制御を行うと共に、クロック信号の出力状態に応じたSTATUS信号を出力する。なお、STATUS信号がローレベルからハイレベルに切り替えるタイミングは、クロック出力が出力され、かつFET2を駆動するゲート駆動信号DHがオン状態となったタイミングとする。また、コンパレータIC1、電源電圧V2を分圧する分圧抵抗R22、R23、電流検知抵抗R21等で構成されるOCP回路は、実施例1の図1(A)と同様であり、ここでの説明を省略する。また、ラッチ部705の回路構成は不図示であるが、実施例2の図6(B)に示すラッチ部203と同様である。図9(A)のラッチ部705のIpOff信号は、図8(B)のSTATUSOff信号に対応し、ダイオード706のカソード端子に出力される信号は、図8(B)のDRVOff信号に対応する。また、トランスT1の二次側は、トランスT1の二次巻線S1に生じるフォワード電圧の二次側の整流平滑手段であるダイオードD91、D92、コンデンサC11、及びコイルL91を有している。なお、図9(A)では、実施例1の図1(A)、実施例2の図6(A)に示す交流電源10、ブリッジダイオードBD1、起動回路103、DC/DCコンバータ104、フィードバック部115等の記載は省略している。
[Other Examples]
By the way, the switching power supply circuits 100 and 200 described in the first and second embodiments are flyback type power supply circuits, but the above-mentioned circuit configuration can also be applied to a forward type power supply circuit or a switching power supply circuit that is not an active clamp type. Can be applied. FIG. 9A is a circuit diagram showing a circuit configuration of a switching power supply circuit 701 using an active clamp method in which a forward voltage is used for the secondary output of the transformer T1. In FIG. 9 (A), the control unit 703 is a control unit having the functions of the control unit 201 and the FET drive unit 102 of FIG. 6 (A) of the second embodiment, and controls the on / off of the FET 1 and the FET 2. , Outputs a STATUS signal according to the output state of the clock signal. The timing at which the STATUS signal is switched from the low level to the high level is the timing at which the clock output is output and the gate drive signal DH that drives the FET 2 is turned on. Further, the OCP circuit composed of the comparator IC1, the voltage dividing resistors R22 and R23 for dividing the power supply voltage V2, the current detection resistor R21 and the like is the same as in FIG. 1 (A) of the first embodiment, and the description thereof will be described here. Omit. Although the circuit configuration of the latch portion 705 is not shown, it is the same as the latch portion 203 shown in FIG. 6 (B) of the second embodiment. The IpOff signal of the latch portion 705 of FIG. 9A corresponds to the STATUSOff signal of FIG. 8B, and the signal output to the cathode terminal of the diode 706 corresponds to the DRVOff signal of FIG. 8B. Further, the secondary side of the transformer T1 has diodes D91 and D92, a capacitor C11, and a coil L91 which are rectifying and smoothing means on the secondary side of the forward voltage generated in the secondary winding S1 of the transformer T1. In FIG. 9A, the AC power supply 10, the bridge diode BD1, the start circuit 103, the DC / DC converter 104, and the feedback unit shown in FIG. 1 (A) of the first embodiment and FIG. 6 (A) of the second embodiment are shown. The description of 115 etc. is omitted.

スイッチング電源回路701では、実施例1、2と同様に、FET1のスイッチング期間中にクロック信号が予期せぬ停止をした場合でも、OCP回路及びラッチ部705が動作し、FET1のスイッチング動作を停止する。これにより、安全にスイッチングを停止させることができる。更に、クロック信号が正常に再発振した後は、STATUS信号やFET2のゲート駆動信号DHに同期してスイッチング動作を再開することでFET1を損傷させることなく、スイッチング電源回路701のスイッチング動作を復帰させることができる。 In the switching power supply circuit 701, similarly to the first and second embodiments, even if the clock signal unexpectedly stops during the switching period of the FET 1, the OCP circuit and the latch portion 705 operate to stop the switching operation of the FET 1. .. As a result, switching can be safely stopped. Further, after the clock signal reoscillates normally, the switching operation is restarted in synchronization with the STATUS signal and the gate drive signal DH of the FET 2, so that the switching operation of the switching power supply circuit 701 is restored without damaging the FET 1. be able to.

また、図9(B)は、図9(A)からアクティブクランプ回路部分を削除し、スナバ回路SK1を追加したスイッチング電源回路702である。図9(B)は、スナバ回路SK1と、制御部704がFET1しかオン・オフ制御をしないことを除き、図9(A)の回路構成と同様であり、ここでの説明を省略する。スイッチング電源回路702では、図9(A)のスイッチング電源回路701と同様に、OCP回路とラッチ部705により、FET1の過電流による損傷が防止される。更に、スイッチング電源回路702では、制御部704のクロック発振部から正常にクロック信号が出力されると、スイッチング電源回路702のスイッチング動作が正常に復帰する。 Further, FIG. 9B is a switching power supply circuit 702 in which the active clamp circuit portion is deleted from FIG. 9A and the snubber circuit SK1 is added. FIG. 9B is the same as the circuit configuration of FIG. 9A except that the snubber circuit SK1 and the control unit 704 control only FET1 on / off, and the description thereof will be omitted here. In the switching power supply circuit 702, similarly to the switching power supply circuit 701 of FIG. 9A, the OCP circuit and the latch portion 705 prevent damage to the FET 1 due to overcurrent. Further, in the switching power supply circuit 702, when the clock signal is normally output from the clock oscillation unit of the control unit 704, the switching operation of the switching power supply circuit 702 is restored to normal.

以上説明したように、その他の実施例においても、制御部の動作停止時にも過電流から回路を保護すると共に、負荷への電源電圧の出力を停止しないことができる。 As described above, also in the other embodiments, the circuit can be protected from overcurrent even when the operation of the control unit is stopped, and the output of the power supply voltage to the load can not be stopped.

実施例1、2で説明した電源装置であるスイッチング電源回路は、例えば画像形成装置の低圧電源、すなわちコントローラ(制御部)やモータ等の駆動部へ電力を供給する電源として適用可能である。以下に、実施例1、2のスイッチング電源回路を有する電源装置が適用される画像形成装置の構成を説明する。 The switching power supply circuit, which is the power supply device described in Examples 1 and 2, can be applied as, for example, a low-voltage power supply of an image forming device, that is, a power supply that supplies power to a drive unit such as a controller (control unit) or a motor. The configuration of the image forming apparatus to which the power supply apparatus having the switching power supply circuits of Examples 1 and 2 is applied will be described below.

[画像形成装置の構成]
画像形成装置の一例として、レーザビームプリンタを例にあげて説明する。図10に電子写真方式のプリンタの一例であるレーザビームプリンタの概略構成を示す。レーザビームプリンタ300は、静電潜像が形成される像担持体としての感光ドラム311、感光ドラム311を一様に帯電する帯電部317(帯電手段)、感光ドラム311に形成された静電潜像をトナーで現像する現像部312(現像手段)を備えている。そして、感光ドラム311に現像されたトナー像をカセット316から供給された記録材としてのシート(不図示)に転写部318(転写手段)によって転写して、シートに転写したトナー像を定着器314で定着してトレイ315に排出する。この感光ドラム311、帯電部317、現像部312、転写部318が画像形成部である。また、レーザビームプリンタ300は、実施例1、2で説明したスイッチング電源回路100、200を有する電源装置500を備えている。なお、電源装置500を適用可能な画像形成装置は、図10に例示したものに限定されず、例えば複数の画像形成部を備える画像形成装置であってもよい。更に、感光ドラム311上のトナー像を中間転写ベルトに転写する一次転写部と、中間転写ベルト上のトナー像をシートに転写する二次転写部を備える画像形成装置であってもよい。
[Configuration of image forming apparatus]
As an example of the image forming apparatus, a laser beam printer will be described as an example. FIG. 10 shows a schematic configuration of a laser beam printer, which is an example of an electrophotographic printer. The laser beam printer 300 includes a photosensitive drum 311 as an image carrier on which an electrostatic latent image is formed, a charging unit 317 (charging means) that uniformly charges the photosensitive drum 311, and an electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 311. A developing unit 312 (developing means) for developing an image with toner is provided. Then, the toner image developed on the photosensitive drum 311 is transferred to a sheet (not shown) as a recording material supplied from the cassette 316 by a transfer unit 318 (transfer means), and the toner image transferred to the sheet is transferred to the fixing device 314. And discharge to tray 315. The photosensitive drum 311, the charging unit 317, the developing unit 312, and the transfer unit 318 are image forming units. Further, the laser beam printer 300 includes a power supply device 500 having the switching power supply circuits 100 and 200 described in the first and second embodiments. The image forming apparatus to which the power supply device 500 can be applied is not limited to the one illustrated in FIG. 10, and may be, for example, an image forming apparatus including a plurality of image forming portions. Further, the image forming apparatus may include a primary transfer unit that transfers the toner image on the photosensitive drum 311 to the intermediate transfer belt and a secondary transfer unit that transfers the toner image on the intermediate transfer belt to the sheet.

レーザビームプリンタ300は、画像形成部による画像形成動作や、シートの搬送動作を制御するコントローラ320を備えており、実施例1、2に記載のスイッチング電源回路100、200は、例えばコントローラ320に電力を供給する。また、実施例1、2に記載のスイッチング電源回路100、200は、感光ドラム311を回転するため又はシートを搬送する各種ローラ等を駆動するためのモータ等の駆動部に電力を供給する。 The laser beam printer 300 includes a controller 320 that controls an image forming operation by the image forming unit and a sheet conveying operation, and the switching power supply circuits 100 and 200 according to the first and second embodiments power the controller 320, for example. To supply. Further, the switching power supply circuits 100 and 200 according to the first and second embodiments supply electric power to a driving unit such as a motor for rotating the photosensitive drum 311 or for driving various rollers and the like for conveying a sheet.

本実施例の電源装置500が実施例1のスイッチング電源回路100を備えている場合には、スイッチング期間中にクロック信号が予期せぬ停止をした場合でも、OCP回路及びラッチ部105が動作し、スイッチング動作を停止させることができる。これにより、安全に電源装置500を停止させることができる。更に、クロック信号が正常に再発振した後、制御信号DRV2に同期してスイッチングを再開することでFET1を損傷させることなく、電源装置500を復帰させ、続けて画像形成装置を自動復帰させることができる。 When the power supply device 500 of the present embodiment includes the switching power supply circuit 100 of the first embodiment, the OCP circuit and the latch portion 105 operate even if the clock signal is unexpectedly stopped during the switching period. The switching operation can be stopped. As a result, the power supply device 500 can be safely stopped. Further, after the clock signal reoscillates normally, the power supply device 500 can be restored without damaging the FET 1 by restarting the switching in synchronization with the control signal DRV2, and then the image forming apparatus can be automatically restored. can.

また、本実施例の電源装置500が実施例2のスイッチング電源回路200を備えている場合には、クロック信号が予期せぬ停止をした場合でも、制御部201の状態を示すSTATUS信号と判断部202が動作し、スイッチング動作を停止する。これにより、スイッチング電源回路100を備える電源装置500の場合よりも早く、FET1のスイッチング動作を停止させることができる。更に、制御部201が正常な状態になったときに判断部202によりFET1のスイッチング動作の停止を解除することで、電源装置500を復帰させ、続けて画像形成装置を自動復帰させることができる。 Further, when the power supply device 500 of the present embodiment includes the switching power supply circuit 200 of the second embodiment, the STATUS signal indicating the state of the control unit 201 and the determination unit even when the clock signal is unexpectedly stopped. 202 operates and stops the switching operation. As a result, the switching operation of the FET 1 can be stopped faster than in the case of the power supply device 500 including the switching power supply circuit 100. Further, when the control unit 201 becomes a normal state, the determination unit 202 releases the stop of the switching operation of the FET 1, so that the power supply device 500 can be restored, and then the image forming apparatus can be automatically restored.

以上説明したように、本実施例によれば、制御部の動作停止時にも過電流から回路を保護すると共に、負荷への電源電圧の出力を停止しないことができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to protect the circuit from overcurrent and not stop the output of the power supply voltage to the load even when the operation of the control unit is stopped.

DRV2 制御信号
FET1 電界効果トランジスタ
FET2 電界効果トランジスタ
IC1 コンパレータ
101 制御部
105 ラッチ部
DRV2 Control signal FET1 Field effect transistor FET2 Field effect transistor IC1 Comparator 101 Control unit 105 Latch unit

Claims (15)

一次巻線及び二次巻線を有するトランスと、
前記トランスの前記一次巻線に直列に接続された第一のスイッチング素子と、
前記トランスの前記一次巻線に並列に接続された第二のスイッチング素子と、
前記第二のスイッチング素子に直列に接続され、前記第二のスイッチング素子とともに前記トランスの前記一次巻線に並列に接続されたコンデンサと、
前記トランスの前記二次巻線に誘起された電圧に応じた情報を出力するフィードバック手段と、
前記フィードバック手段から入力された前記情報に基づいて、第一の制御信号により前記第一のスイッチング素子のオン又はオフを制御し、第二の制御信号により前記第二のスイッチング素子のオン又はオフを制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記第一のスイッチング素子と前記第二のスイッチング素子をともにオフさせるデッドタイムを挟んで前記第一のスイッチング素子と前記第二のスイッチング素子を交互にオン又はオフさせるスイッチング動作を行う電源装置であって、
前記第一のスイッチング素子に流れる電流を検知する第一の電流検知手段と、
前記第一の電流検知手段の検知結果に基づき過電流を検知すると、前記第一のスイッチング素子をオフすると共に、前記第一のスイッチング素子をオフ状態に保持する第一の保持手段と、
を備え、
前記第一の保持手段は、前記制御手段が前記第二の制御信号により前記第二のスイッチング素子をオンするタイミングで、前記第一のスイッチング素子のオフ状態を解除することを特徴とする電源装置。
A transformer with primary and secondary windings,
A first switching element connected in series with the primary winding of the transformer,
A second switching element connected in parallel to the primary winding of the transformer,
A capacitor connected in series with the second switching element and connected in parallel with the primary winding of the transformer together with the second switching element.
A feedback means that outputs information according to the voltage induced in the secondary winding of the transformer, and
Based on the information input from the feedback means, the first control signal controls the on or off of the first switching element, and the second control signal controls the on or off of the second switching element. Control means to control and
With
The control means performs a switching operation in which the first switching element and the second switching element are alternately turned on or off with a dead time for turning off both the first switching element and the second switching element. It is a power supply device to perform
The first current detecting means for detecting the current flowing through the first switching element, and
When an overcurrent is detected based on the detection result of the first current detecting means, the first holding means for turning off the first switching element and holding the first switching element in the off state, and the first holding means.
With
The first holding means is a power supply device characterized in that the off state of the first switching element is released at the timing when the control means turns on the second switching element by the second control signal. ..
前記第一の保持手段は、前記第一のスイッチング素子をオンする前記第一の制御信号を前記第一のスイッチング素子をオフする状態に設定することにより、前記第一のスイッチング素子をオフ状態に保持することを特徴とする請求項1に記載の電源装置。 The first holding means turns the first switching element off by setting the first control signal that turns on the first switching element to a state in which the first switching element is turned off. The power supply device according to claim 1, wherein the power supply device is held. 前記第一のスイッチング素子に流れる平均電流値を検知する第二の電流検知手段と、
前記第二の電流検知手段の検知結果に基づき、前記第一のスイッチング素子の過電流を検知すると、前記第一のスイッチング素子及び前記第二のスイッチング素子をオフすると共に、前記第一のスイッチング素子及び前記第二のスイッチング素子をオフ状態に保持する第二の保持手段と、を備えることを特徴とする請求項2に記載の電源装置。
A second current detecting means for detecting the average current value flowing through the first switching element, and
When the overcurrent of the first switching element is detected based on the detection result of the second current detecting means, the first switching element and the second switching element are turned off and the first switching element is turned off. and power supply device according to claim 2, characterized in that and a second holding means that holds the oFF state the second switching element.
前記第二の保持手段は、前記第一のスイッチング素子及び前記第二のスイッチング素子のオフ状態の設定を解除しないことを特徴とする請求項3に記載の電源装置。 The power supply device according to claim 3, wherein the second holding means does not release the off state setting of the first switching element and the second switching element. 前記制御手段は、前記制御手段を動作させるクロック信号を生成する生成部を有し、
前記生成部は、前記クロック信号が停止しても所定時間が経過すると再発振して前記クロック信号を出力することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の電源装置。
The control means has a generation unit that generates a clock signal for operating the control means.
The power supply device according to any one of claims 1 to 4, wherein the generation unit reoscillates and outputs the clock signal when a predetermined time elapses even if the clock signal is stopped. ..
前記制御手段は、前記制御手段を動作させるクロック信号を生成する生成部と、前記生成部より出力される前記クロック信号の停止を検知する検知部と、を有し、
前記検知部は、前記クロック信号が停止したことを検知すると、前記生成部に再発振して前記クロック信号を出力させるための復帰信号を出力することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の電源装置。
The control means includes a generation unit that generates a clock signal for operating the control means, and a detection unit that detects a stop of the clock signal output from the generation unit.
Claims 1 to 4, wherein when the detection unit detects that the clock signal has stopped, it reoscillates to the generation unit and outputs a return signal for outputting the clock signal. The power supply device according to any one item.
一次巻線及び二次巻線を有するトランスと、
前記トランスの前記一次巻線に直列に接続された第一のスイッチング素子と、
前記トランスの前記一次巻線に並列に接続された第二のスイッチング素子と、
前記第二のスイッチング素子に直列に接続され、前記第二のスイッチング素子とともに前記トランスの前記一次巻線に並列に接続されたコンデンサと、
前記トランスの前記二次巻線に誘起された電圧に応じた情報を出力するフィードバック手段と、
前記フィードバック手段から入力された前記情報に基づいて、第一の制御信号により前記第一のスイッチング素子のオン又はオフを制御し、第二の制御信号により前記第二のスイッチング素子のオン又はオフを制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記第一のスイッチング素子と前記第二のスイッチング素子をともにオフさせるデッドタイムを挟んで前記第一のスイッチング素子と前記第二のスイッチング素子を交互にオン又はオフさせるスイッチング動作を行う電源装置であって、
前記制御手段は、前記制御手段の状態を示す状態信号を出力し、
前記制御手段が出力する前記状態信号に基づいて、前記制御手段の動作停止を検知する検知手段と、
前記検知手段が前記制御手段の動作停止を検知すると、前記第一のスイッチング素子をオフすると共に、前記第一のスイッチング素子をオフ状態に保持する保持手段と、
を備え、
前記保持手段は、前記状態信号が前記制御手段の動作停止の状態から正常動作を示す状態に切り替わると、前記第一のスイッチング素子のオフ状態を解除することを特徴とする電源装置。
A transformer with primary and secondary windings,
A first switching element connected in series with the primary winding of the transformer,
A second switching element connected in parallel to the primary winding of the transformer,
A capacitor connected in series with the second switching element and connected in parallel with the primary winding of the transformer together with the second switching element.
A feedback means that outputs information according to the voltage induced in the secondary winding of the transformer, and
Based on the information input from the feedback means, the first control signal controls the on or off of the first switching element, and the second control signal controls the on or off of the second switching element. Control means to control and
With
The control means performs a switching operation in which the first switching element and the second switching element are alternately turned on or off with a dead time for turning off both the first switching element and the second switching element. It is a power supply device to perform
The control means outputs a state signal indicating the state of the control means, and outputs a state signal.
A detection means for detecting the stoppage of operation of the control means based on the state signal output by the control means, and a detection means.
When the detection means detects that the control means has stopped operating, the first switching element is turned off, and the holding means for holding the first switching element in the off state is used.
With
The holding means is a power supply device characterized in that when the state signal is switched from a state in which the operation of the control means is stopped to a state indicating a normal operation, the off state of the first switching element is released.
前記制御手段は、クロック信号により動作し、前記クロック信号が出力されている場合には、正常動作の状態を示す前記状態信号を出力し、前記クロック信号が停止したときには、動作停止の状態を示す前記状態信号を出力することを特徴とする請求項7に記載の電源装置。 The control means operates by a clock signal, outputs the state signal indicating a normal operation state when the clock signal is output, and indicates an operation stop state when the clock signal is stopped. The power supply device according to claim 7, wherein the status signal is output. 前記制御手段は、前記制御手段が前記第二の制御信号により前記第二のスイッチング素子をオンするタイミングで、前記状態信号を前記制御手段の動作停止の状態から正常動作の状態に切り替えることを特徴とする請求項8に記載の電源装置。 The control means is characterized in that the state signal is switched from the stopped state of the control means to the normal operation state at the timing when the control means turns on the second switching element by the second control signal. The power supply device according to claim 8. 前記制御手段は、前記クロック信号を生成する生成部を有し、
前記生成部は前記クロック信号が停止しても、所定時間が経過すると再発振して前記クロック信号を出力することを特徴とする請求項8又は請求項9に記載の電源装置。
The control means has a generation unit that generates the clock signal.
The power supply device according to claim 8 or 9, wherein even if the clock signal is stopped, the generation unit reoscillates and outputs the clock signal when a predetermined time elapses.
前記制御手段は、前記クロック信号を生成する生成部と、前記生成部より出力される前記クロック信号の停止を検知する検知部と、を有し、
前記検知部は、前記クロック信号が停止したことを検知すると、前記生成部に再発振して前記クロック信号を出力させるための復帰信号を出力することを特徴とする請求項8又は請求項9に記載の電源装置。
The control means includes a generation unit that generates the clock signal and a detection unit that detects the stop of the clock signal output from the generation unit.
8. The power supply described.
一次巻線及び二次巻線を有するトランスと、
前記トランスの前記一次巻線に直列に接続された第一のスイッチング素子と、
前記トランスの前記一次巻線に並列に接続された第二のスイッチング素子と、
前記第二のスイッチング素子に直列に接続され、前記第二のスイッチング素子とともに前記トランスの前記一次巻線に並列に接続されたコンデンサと、
前記トランスの前記二次巻線に誘起された電圧に応じた情報を出力するフィードバック手段と、
前記フィードバック手段から入力された前記情報に基づいて、第一の制御信号により前記第一のスイッチング素子のオン又はオフを制御し、第二の制御信号により前記第二のスイッチング素子のオン又はオフを制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記第一のスイッチング素子と前記第二のスイッチング素子をともにオフさせるデッドタイムを挟んで前記第一のスイッチング素子と前記第二のスイッチング素子を交互にオン又はオフさせるスイッチング動作を行う電源装置であって、
前記第一のスイッチング素子に流れる電流を検知する電流検知手段と、
前記電流検知手段の検知結果に基づき過電流を検知すると、前記第一のスイッチング素子をオフすると共に、前記第一のスイッチング素子をオフ状態に保持する保持手段と、
を備え、
前記制御手段は、クロック信号により動作し、前記クロック信号が出力されている場合には、正常動作の状態を示す状態信号を出力し、前記クロック信号が停止したときには、動作停止の状態を示す前記状態信号を出力し、
前記保持手段は、前記状態信号が前記制御手段の動作停止の状態から正常動作の状態に切り替わると、前記第一のスイッチング素子のオフ状態を解除することを特徴とする電源装置。
A transformer with primary and secondary windings,
A first switching element connected in series with the primary winding of the transformer,
A second switching element connected in parallel to the primary winding of the transformer,
A capacitor connected in series with the second switching element and connected in parallel with the primary winding of the transformer together with the second switching element.
A feedback means that outputs information according to the voltage induced in the secondary winding of the transformer, and
Based on the information input from the feedback means, the first control signal controls the on or off of the first switching element, and the second control signal controls the on or off of the second switching element. Control means to control and
With
The control means performs a switching operation in which the first switching element and the second switching element are alternately turned on or off with a dead time for turning off both the first switching element and the second switching element. It is a power supply device to perform
A current detecting means for detecting the current flowing through the first switching element, and
When an overcurrent is detected based on the detection result of the current detecting means, the first switching element is turned off and the holding means for holding the first switching element in the off state is used.
With
The control means operates by a clock signal, outputs a state signal indicating a normal operation state when the clock signal is output, and indicates an operation stop state when the clock signal is stopped. Outputs a status signal and
The holding means is a power supply device characterized in that when the state signal is switched from the stopped state of the control means to the normal operation state, the off state of the first switching element is released.
前記制御手段は、前記制御手段が前記第二の制御信号により前記第二のスイッチング素子をオンするタイミングで、前記状態信号を前記制御手段の動作停止の状態から正常動作の状態に切り替えることを特徴とする請求項12に記載の電源装置。 The control means is characterized in that the state signal is switched from the stopped state of the control means to the normal operation state at the timing when the control means turns on the second switching element by the second control signal. The power supply device according to claim 12. 一次巻線及び二次巻線を有するトランスと、
前記トランスの前記一次巻線に直列に接続されたスイッチング素子と、
前記トランスの前記一次巻線に並列に接続されたスナバ回路と、
前記トランスの前記二次巻線に誘起された電圧に応じた情報を出力するフィードバック手段と、
前記フィードバック手段から入力された前記情報に基づいて、制御信号により前記スイッチング素子のオン又はオフを制御する制御手段と、
を備える電源装置であって、
前記スイッチング素子に流れる電流を検知する電流検知手段と、
前記電流検知手段の検知結果に基づき過電流を検知すると、前記スイッチング素子をオフすると共に、前記スイッチング素子をオフ状態に保持する保持手段と、
を備え、
前記制御手段は、クロック信号により動作し、前記クロック信号が出力されている場合には、正常動作の状態を示す状態信号を出力し、前記クロック信号が停止したときには、動作停止の状態を示す前記状態信号を出力し、
前記保持手段は、前記状態信号が前記制御手段の動作停止の状態から正常動作の状態に切り替わると、前記スイッチング素子のオフ状態を解除することを特徴とする電源装置。
A transformer with primary and secondary windings,
A switching element connected in series with the primary winding of the transformer,
A snubber circuit connected in parallel to the primary winding of the transformer,
A feedback means that outputs information according to the voltage induced in the secondary winding of the transformer, and
A control means that controls on or off of the switching element by a control signal based on the information input from the feedback means.
It is a power supply device equipped with
A current detecting means for detecting the current flowing through the switching element, and
When an overcurrent is detected based on the detection result of the current detecting means, the switching element is turned off and the holding means for holding the switching element in the off state is used.
With
The control means operates by a clock signal, outputs a state signal indicating a normal operation state when the clock signal is output, and indicates an operation stop state when the clock signal is stopped. Outputs a status signal and
The holding means is a power supply device characterized in that when the state signal is switched from the stopped state of the control means to the normal operation state, the off state of the switching element is released.
記録材に画像形成を行う画像形成手段と、
請求項1から請求項14のいずれか1項に記載の電源装置と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
An image forming means for forming an image on a recording material,
The power supply device according to any one of claims 1 to 14.
An image forming apparatus comprising.
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